بخشی از مقاله

چکیده

نشر وابسته به زمان سه شکل مختلف از طیف هماهنگهاي مرتبه بالا - HHG - بدست آمده از تحلیل گابور ممانهاي دوقطبی،سرعت و شتاب حاصل از یونشهاي یگانه و دوگانه - ترتیبی و همزمان - بدستآمده از حل عددي دقیق معادله شرودینگر الکترونی وابسته به زمان بر اساس یک جعبه شبیهسازي جدید مشتمل بر حرکت هستهاي براي سامانه دوالکترونی H2 در میدان لیزر فرو کوتاه شدید محاسبه شده است. در این محاسبات، از محدوده شدتی 1014-5×1015 Wcm-2 با بسامد پوش سینوسی ثابت 0 متناظر با طول موجهاي 390 ، 532 و 780 نانومتر استفاده شدهاست.

کلید واژه- تحلیل گابور، تولید هماهنگهاي مرتبه بالا، معادله شرودینگر وابسته به زمان

-1 مقدمه

در دو دهه اخیر، فرایند تولید هماهنگهاي مرتبه بالا از موضوعات مهم فیزیک نظري و آزمایشگاهی بوده است. تولید هماهنگ یک فرایند غیر خطی است که بطور کیفی در سه مرحله متوالی توصیف می شود. از HHG جهت تولید یک تپ و یا قطاري از تپها اتوثانیهاي استفاده می شود. ظهور علم اتوثانیه دریچهاي به طیف سنجی لحظهاي - در مقیاس اتوثانیه - باز کردهاست. با استفاده از روش توموگرافی، امکان احیاء اربیتال ملکولی از طیف هماهنگ و دستیابی به اطلاعات ساختاري ملکولها فراهم می گردد.[2-1] در این تحقیق دینامیک سامانه – H2 - لیزر - با استفاده از تحلیل نتایج حاصل از سه شکل مختلف از طیف هماهنگ هاي مرتبه بالا - HHG - بدست آمده از تبدیل شکل گابور ممانهاي دوقطبی، سرعت و شتاب حاصل از یونشهاي یگانه و دوگانه - متوالی و همزمان - بدستآمده از حل عددي دقیق معادله شرودینگر الکترونی وابسته به زمان بر اساس یک جعبه شبیهسازي جدید مشتمل بر حرکت هستهاي بررسی شده است.

-2 روش محاسبات

-1-2 تبدیل فرم گابور

تخمین زمانهاي نشر هماهنگ تولید شده به کمک تبدیل شکل گابور انجام میگیرد. به عنوان مثال، در مورد ممان سرعت    at، شدت هماهنگ به عنوان مجذور قدرمطلق   تبدیل فوریه ممان سرعت به شکل زیر محاسبه  میشود. در هر دو معادله - 1 - و - 2 - ، انتگرال بطور معمول سرتاسر طول دوره اعمال تپ در نظر گرفته میشود. در اینجا  13L ، که L فرکانس مرکزي تپ لیزر است. پارامتر  به منظور ایجاد توازن مابین دو محدوده زمانی و فرکانسی در نظر گرفته میشود .[3]

-2-2 معاله شرودینگر

معادله شرودینگر وابسته به زمان الکترونی سیستم ملکولی H2 به طریق عددي با استفاده از روش عملگر جداکننده[4] حل شدهاست، به گونهاي که،هامیلتونی الکترونی براي این سیستم به صورت زیر در نظر گرفته شده است.که Z1 و Z2 مختصه الکترونی میباشند. انر ژي برهمکنش ملکول و لیزر در تقریب دوقطبی فرمولبندي شده است، که E0 دامنه قله لیزر و  2 فرکانس زاویهاي است.پوش تپ لیزر به شکل سینوسی f - t -  sin - t  - 2 انتخاب شدهاست که  طول دوره زمانی تابش میدان است و در این کار برابر با  8 cycle در نظر گرفته شده است. پارامترهاي شبکه که در محاسبات دینامیکی استفاده شدهاند و از−120 تا 120و −100 تا a.u. 100 در امتدار محور z با تعداد نقاط شبکه در محدوده 5000-3000 نقطه بوده است. ابعاد بهینه جعبه شبیهسازي بر اساس همگرایی نتایج محاسبات عددي در محدوده شدت تابش wcm-2 1×1014-5×105 و طول موج بکار رفته عبارتند از532، 390 و nm 780 معین شده است .[5]

-3 بحث و نتیجهگیري

فضاي ساختگی شبکه مجازي تعمیمیافته [5]، به بخشهاي مجزایی تقسیمبندي گردید و تابع موج الکترونی با استفاده از روش عملگر جداساز مرتبه دوم انتشار داده شد. در این کار تابع موج توزیعی در نواحی متنوع داخلی فضاي جعبه محاسباتی شده بعلاوه بخشی از تابع موج جذب شده توسط آشکارساز مجازي به عنوان علامتهاي یونش متناظر با بخشهاي مختلف جعبه فضایی در نظر گرفته شده است. ما با مطالعه سیگنالهاي یونش یک و دوگانه ملکول H2 با هستههاي ثابت و متحرك به عنوان تابعی از طول موج و شدت تابش لیزر آغاز کردیم. سه شکل مختلف از طیف هماهنگ بر اساس ممانهاي دوقطبی، سرعت و شتاب بدست آمده از حل عددي معادله شرودینگر ، مقایسه شدهاند شکلهاي . - 3-1 - فرکانس حامل  بر حسب موردبر اساس طول موجهاي 390، 532 و nm 780 تنظیم شده  است.    

شکل پایین محدوده تغییرات فاصله بین هستهاي در مقایسه با میدان  الکتریکی اعمالی را نشان میدهد. تحلیل فرکانس– زمان سیگنال بدست آمده از تبدیل فوریه با تابع پنجره گوسی در شکل بالایی آورده شده است. خطوط پررنگ بیانگر انرژيهاي ترکیب دوباره هستند. طیف هماهنگ مرتبه بالا کلی در سمت چپ آورده شده است. چنانچه انتشار الکترونهاي یونیده که منجر به نشر هماهنگهاي مرتبه بالا میشوند با یکدیگر تداخل مکانی و زمانی نداشته باشند، با استفاده از تبدیل شکل گابور میتوان زمانهاي نشر را به گونهاي موثر از یکدیگر تمییز داد. در شکل 2 - - ، طیف هماهنگ سامانه H2 در کل هشت سیکل یک تپ گوسی با طول موج nm 390 و شدت 5×1015 Wcm-2 حاصل از ممان دوقطبی بدست آمده از حل عددي معادله وابسته به زمان شرودینگر را نشان میدهد.

با توجه به شکل - 2 - ، بیشینه شدت هماهنگ تولیدي مربوط به ربع اول سیکل چهارم در محدوده هماهنگ از مرتبه 20- 1 میباشد. تغییرات فاصله بین هستهاي در حدود 0/3 a.u. از فاصله تعادلی بوده است.شکل - 2 - طیف هماهنگهاي تولیدي از سامانه مورد بررسی با استفاده از ممانهاي دوقطبی ، سرعتی و شدتی حاصل از حل عددي معادله شرودینگر وابسته به زمان در شدتهاي  1014 ، 1015و 5×1015 Wcm-2 را نشان میدهد. مشخص  است که روند تغییرات سه شکل مختلف طیف هماهنگ براي شدتهاي بالاتر و برابر با Wcm-2 1015 یکسان است و در تمام محدوده شدتی طیف هماهنگ حاصل از ممان دو قطبی از شدت بالاتري برخوردار است.

در محدوده شدتی کمتر از Wcm-2 5×1015 طیف هماهنگ حاصل از ممان سرعت جزئیات دینامیکی سامانه مورد بررسی را با دقت بالاتري بیان میکند. در حالی که طیف بدست آمده از ممان  شتاب، بدلیل حساسیت بالاتر به شیب تغییرات زمانی اطلاعات دینامیکی را در نوسانات طیف پنهان میکند. شکل - 3 - نیم رخ زمانی اولین هماهنگ نشر شده توسط سامانه -H2 لیزر در سه محدوده شدت بدست آمده از ممان سرعت  و شتاب را نشان میدهد. در هر دو نمودار از شکل - 3 -  بدست آمده از ممان سرعت و شتاب، محدوده زمانی نیم رخ  حاصل از شدت 1015 Wcm-2 کمتر است. تحول زمانی در این شدت از اواسط چرخه چهارم از تپ لیزر هشت سیکلی    آغاز میگردد.   

-4 نتیجهگیري

در این تحقیق تولید هماهنگهاي وابسته به زمان جهت ردیابی دینامیک ملکول H2 در حالت اولیه پایه در حضور تپ کوتاه لیزر در هردو محدوده بسامد بالا و پایین از میدان الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. به عنوان نتیجه، در این مقاله ما نشان دادیم که علامت یونش الکترون یکی از مناسب ترین پارامترها جهت مشخصهسازي دینامیک ملکول H2 میباشد. تولید هماهنگ در طی یک دوره زمانی کوتاه

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید