CHƯƠNG 2: Sự phụ thuộc của HHG phân tử Hÿ vào góc định phương
2.1 HHG của ion phân tử Hÿ khi hạt nhân đứng
yên và dao động
Chúng tôi so sánh phô HHG của phân tử H‡ trong hai trường hợp hạt nhân cô định và hạt nhân đao động ứng với các góc định phương từ 0° đến 90° đề rút ra
những kết luận về ảnh hưởng của đao động và của góc định phương lên HHG. Đối
với trường hợp hạt nhân đứng yên, chúng tôi xét trường hợp hạt nhân được cé định ở vị trí cân bằng có R = 2 a.u., phân tử ở trạng thái cơ bản tương tác với chùm laser cường độ cao, xung cực ngắn. Đối với trường hợp hạt nhân dao động, chúng tôi xét hạt nhân dao động ở trạng thái kích thích v = 1. Ở đây, chúng tôi mô phỏng phé HHG của phân tử Hỷ tương tác với xung laser cường độ 3 x 101“W/cmÊ, độ
dai xung 21 fs, bước sóng 800 nm. Lưới tọa độ của chúng tôi được xác định bởi
—200 a.u.< x,y < 200 a.u.. với số bước không gian N, = 1024, N, = 1024 và số bước thời gian là N, = 9000. Đề có thé dé dang so sánh, chúng tôi xét cường độ
HHG tai bậc 25, 31, 41 ứng với trường hợp hạt nhân đứng yên va dao động với
v = 1 (hình 2.1). Dựa vào đồ thị này, chúng tôi thay rằng: khi trục của phân tử định
hướng song song với phương phân cực của laser thì cường độ HHG ứng với hạt nhân dao động sẽ được tăng cường, còn khi trục của phan tử định hướng vuông góc
với phương phân cực của laser thì cường độ HHG ứng với hạt nhân đứng yên sẽ
17
được tăng cường. Điều này có thé giải thích là do khi hạt nhân đứng yên, dau hiệu giao thoa cực tiểu xuất hiện trong pho HHG ngay cả khi góc định phương nhỏ, do
vậy cường độ HHG bị giảm. còn với góc định phương lớn. diém giao thoa bị vượt ra khỏi miền phẳng nên không quan sát được trên phô HHG. Mặt khác, khi hạt nhân
đao động, điểm giao thoa cực tiều bị dịch về phía bên trái của miễn phăng [11], do
vậy với góc định phương nhỏ, điểm giao thoa không quan sát được trên pho HHG.
cường độ HHG theo đó được tăng cường so với góc định phương 90°.
70
- 49 +4
+8
~ 475 — hat nhân đẳng yen 48
2 an hat nhân dao Shegy = |
E 400 rT}
Z 5t 52 40
9 42
2 +“ 42
= 573
ở có “
= 40
= 44 + srt 43
s +4 s
š
© 72
4a be
47s an
7”
end 3) 4 H HH + 9 1! 240 #2 HH 60) ?! 00 3% 0 10 2) 1⁄2 @ 5 @ ?) HH
Góc định phương (độ) Góc định phương (độ) Géc định phương (đô)
Hình 2.1: Sự phụ thuộc của cường độ HHG vào góc định phương khi ion phân tử
tương tác với trường laser cường độ 3 x 10°*W/cm?, độ dai xung 21 fs, bước
sóng 800 nm, trong hai trường hợp: hạt nhân đứng yên và hạt nhân dao động với v = 1, khi xét tại bậc 25 (hình a), bậc 31 (hình b). bac 41 (hình c).
Cường độ HHG ứng với hai trường hợp hạt nhân đứng yên và hạt nhân dao
động đạt cực tiểu tại vị trí góc định phương khác nhau. Xét tại bậc 31, khi hạt nhân đứng yên thì cường độ HHG đạt cực tiêu tại góc định phương 8 = 30°, còn đôi với
trường hợp hạt nhân dao động cường độ HHG độ HHG đạt cực tiêu tại góc định
phương ỉ = 50°. Dộ giải thớch điều này chỳng tụi khảo sỏt pho HHG ứng với cỏc góc định phương khác nhau (hình 2.2). Dựa vào đồ thị 2.2, chúng tôi nhận thấy khi
góc định phương tăng thì bậc HHG tại đó xảy ra sự giao thoa cực tiêu cũng tăng
theo. Trong trường hợp hạt nhõn đứng yờn, khi gúc định phương ỉ = 40°, vị trớ cực
18
tiêu vượt qua khỏi miền phăng của phô HHG. Vì vậy, ta không còn quan sát được hiệu ứng giao thoa điện tử nữa. Xét khi góc định phương bằng 30°, bậc xảy ra hiện
tượng cực tiêu giao thoa là bậc 31. Dé hiện tượng này vẫn xảy ra tại bậc 31 trong
trường hợp hạt nhân dao động với v = 1 thì góc định phương phải bằng 50°. Kết quả này hoàn toàn trùng khớp với kết qua thu được từ đô thị 2.2.
+
Cường độ HHG bh +h
48
0 5S 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Bac HHG Bac HHG
Hình 2.2: Pho HHG ứng với góc định phương từ 0° đến 70” trong trường hợp hạt
nhân đứng yên (hình a) và hạt nhân dao động v = 1 (hình b). Laser tương tác có
thông số như hình 2.1.
Đề khang định lại kết quả trên và đồng thời để khảo sát ảnh hưởng của xung laser lên HHG, chúng tôi tiếp tục khảo sát HHG của phân tử Hỷ đứng yên khi tương
tác với xung laser có các cường độ khác nhau. Chúng tôi khảo sắt với xung laser có
bước sóng 800 nm, độ dài xung là 27 fs (10 chu kì quang hoc) và các cường độ lần lượt là 2 x 101 W/cm?, 3 x 101W/cm?, 4x 101“ W/cm?. Các kết quá được
hiến thị trong hình 2.3.
19
a hà ae me he mh È ow eo we
‘ung độ HHG (theo thang log10) in
0 10 20 ằ 4 50 60 7 3ễ 900 0 0 20 3 40 50 60 78 30 90
Góc định phương (độ) Góc định phương (độ)
Hình 2.3: Cường độ HHG của Hÿ phụ thuộc vảo góc định phương khi tương tác với
xung laser có độ đài xung 27 fs, bước sóng 800 nm với các cường độ lần lượt là
2 x 1013 W/cm?, 3 x 101 W/cm?, 4 x 101 W/cm’, xét trong hai trường hợp:
hạt nhân đứng yên (đường đứt nét) và hạt nhân dao động với v = 1 (đường liền
nét), tại bac 31 (hình a) và bac 39 (hình b).
Chúng tôi nhận thay rằng khi cường độ laser càng tăng thì cường độ HHG phát ra càng lớn. Nguyên nhân là do khi tăng cường độ laser dan đến tốc độ ion hóa xuyên ham của điện tử tăng làm cho xác suất điện tử được tăng tốc ra vùng liên tục lớn, tái kết hợp với ion mẹ và phát xạ HHG mạnh hơn. Mặt khác, dựa vào đò thị này ta thay rằng cường độ HHG cực tiểu ứng với các cường độ laser khác nhau tại bậc HHG giống nhau. Do vị trí điểm giao thoa cực tiểu không phụ thuộc vào thông số laser [6], nên ứng với cường độ laser khác nhau, cường độ HHG đều cực tiểu tại góc định phương giống nhau. Dựa vào đồ thị này chúng tôi cũng nhận thấy khi bậc
HHG càng tăng thì góc định phương mà tại đó xảy ra sự giao thoa cực tiêu cũng
tăng theo. Tuy nhiên đối với trường hợp hạt nhân đứng yên thì góc định phương ma
tại đó xảy ra sự giao thoa cực tiêu không vượt quá 40°, lý do là khi góc định
phương ỉ > 40°, vị trớ cực tiờu vượt qua khỏi miền phẳng của phd HHG. Điều này hoàn toàn phù hợp với những kết luận đã thu được trước đó.
20
Chúng tôi kết luận ring, trong trường hợp hạt nhân đứng yên khi thay đổi
cường độ laser thì HHG phát ra cực tiểu tại bậc HHG không đỗi. Một tính chất không thay đôi trong tất cả các trường hợp là khi trục của phân tử định hướng song
song với phương phân cực của laser thì cường độ HHG ứng với hạt nhân đao động sẽ được tăng cường, còn khi trục của phân tử định hướng vuông góc với phương phân cực của laser thì cường độ HHG ứng với hạt nhân đứng yên sẽ được tăng