Trong vài thập kỷ qua, việc nghiên cứu các hiệu ứng của nguyên tử và phân
tử trong điện từ trường cường độ mạnh đã được phát triển rất nhanh chóng.
Những tiến bộ trong công nghệ đã giúp tạo ra các xung laser cực ngắn với cường
độ mạnh theo bậc của đơn vị nguyên tử (1a.u. = 3,5.1016W/cm2). Với những tiến
bộ này đã giúp các nhà khoa học có thể nghiên cứu chi tiết các quá trình động
lực học của nguyên tử và phân tử [16], [17], [21].
Từ những thành công đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu rộng rãi và mạnh
mẽ hơn về tương tác giữa nguyên tử, phân tử với laser. Thời gian gần đây các
hiệu ứng của phân tử, nguyên tử khi đặt trong trường laser mạnh được sự quan
tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học [13], [16], [17], [21]. Một trong những
phân tử đơn giản nhất là ion phân tử H2+, nó có tầm quan trọng cơ bản trong vật
lý. Sự ion hóa của ion phân tử H2+ cũng được các nhà khoa học quan tâm nghiên
cứu rộng rãi [5], [6], [8], [14], [18], [19]
46 trang |
Chia sẻ: duongneo | Lượt xem: 1123 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Ảnh hưởng dao động hạt nhân lên quá trình ion hóa của H2+ trong trường laser, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Trần Văn Phong
ẢNH HƯỞNG DAO ĐỘNG HẠT NHÂN
LÊN QUÁ TRÌNH ION HÓA CỦA 𝐇𝟐
+
TRONG TRƯỜNG LASER
LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ
Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
Trần Văn Phong
ẢNH HƯỞNG DAO ĐỘNG HẠT NHÂN
LÊN QUÁ TRÌNH ION HÓA CỦA 𝐇𝟐
+
TRONG TRƯỜNG LASER
Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử
Mã số : 60 44 01 06
LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN NGỌC TY
Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc người thầy hướng dẫn đáng kính TS.
Nguyễn Ngọc Ty. Người đã hướng dẫn tận tình cũng như tạo mọi điều kiện
thuận lợi trong quá trình tôi thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Vật lý cũng như các khoa khác của
trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh và quý thầy cô từ các đơn vị khác đã
giảng dạy, truyền thụ cho tôi những kiến thức vô cùng quý giá, uyên thâm trong
chương trình cao học vật lý nguyên tử tại trường.
Xin cảm ơn quý thầy cô và các thành viên trong nhóm nghiên cứu của
Khoa Vật lý của trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh đã có nhiều giúp đỡ
cũng như tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình tôi nghiên cứu để thực hiện luận
văn này.
Tôi xin cảm ơn phòng sau đại học thuộc trường Đại học Sư phạm TP. Hồ
Chí Minh tạo điều kiện cho tôi được học tập tại trường, đồng thời hướng dẫn và
hỗ trợ các thủ tục trong thời gian tôi học tập tại trường.
Xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bè bạn đã có những giúp
đỡ âm thầm và cao cả trong quá trình tôi theo học cao học tại trường Đại học Sư
phạm TP. Hồ Chí Minh cũng như thực hiện luận văn này.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2014
Trần Văn Phong
MỤC LỤC
Trang
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................ .. 1
Chương 1. QUÁ TRÌNH ION HÓA CỦA PHÂN TỬ TRONG TRƯỜNG
LASER CƯỜNG ĐỘ CAO ...................................................... .. 6
1.1. Tương tác giữa laser với phân tử ......................................................... 6
1.2. Quá trình ion hóa ................................................................................. 8
1.3. Phương pháp TDSE tính xác suất và tốc độ ion hóa ........................... 10
1.3.1. Phương pháp thời gian ảo ........................................................... 13
1.3.2. Phương pháp tách toán tử giải TDSE.......................................... 14
1.4. Phương pháp TDSE cho ion phân tử +2H ........................................... 17
1.4.1. Trường hợp hạt nhân đứng yên ................................................... 18
1.4.2. Trường hợp hạt nhân dao động ................................................... 20
Chương 2. KẾT QUẢ TÍNH XÁC SUẤT VÀ TỐC ĐỘ ION HÓA CỦA
+
2H ................................................................................................ 22
2.1. Xác suất và tốc độ ion hóa của phân tử +2H khi hạt nhân đứng yên
và dao động ........................................................................................... 22
2.2. Sự phụ thuộc của xác suất và tốc độ ion hóa +2H vào bậc dao động
hạt nhân................................................................................................ 27
2.3. Sự ion hóa của đồng vị +2D ,
+
2T so với
+
2H ......................................... 31
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 35
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ............................................. 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 37
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ATD: Above-Threshold Dissociation (Sự phân ly trên ngưỡng)
BS: Bond Softening (Sự làm yếu liên kết)
BH: Bond Hardening (Sự tạo mới liên kết)
HHG: High order Harmonic Generation (Sự phát xạ sóng điều hòa bậc cao)
LASER: Light Amplification Stimulated Emission of Radiation
TDSE: Time-Dependent Schrödinger Equation (Phương trình Schrödinger
phụ thuộc thời gian)
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ cơ chế ion hóa của nguyên tử, phân tử: a) Ion hóa đa
photon. b) Ion hóa xuyên ngầm. c) Ion hóa vượt rào . ................ 8
Hình 1.2. Mô hình ion phân tử H2+ trong hệ tọa độ khối tâm, có gốc tọa
độ tại O nằm trên trục phân tử và cách đều hai hạt nhân; R, x
là khoảng cách liên hạt nhân và tọa độ của electron . ................ 17
Hình 1.3. Đường thế năng phân tử của H2+, theo phương pháp thời gian
ảo và theo thực tế tính bằng Gaussian ........................................ 19
Hình 2.1. Xác suất và tốc độ ion hóa của H2+ khi tương tác với trường
laser cường độ 3x1014W/cm2, độ dài xung 40 fs, bước sóng 800
nm; Đường mảnh: khi hạt nhân đứng yên với giá trị x100;
Đường dày: khi hạt nhân dao động ở bậc ν = 0. a)Xác suất ion
hóa; b) Tốc độ ion hóa ................................................................ 23
Hình 2.2. Khoảng cách liên hạt nhân của H2+ khi hạt nhân dao động ở
trạng thái cơ bản ν = 0, tương tác với trường laser cường độ
14 2I=3x10 W/cm độ dài xung 40 fs bước sóng 800nm. ............... 24
Hình 2.3. Xác suất và tốc độ ion hóa của H2+ theo các cường độ laser. a)
và b) Xác suất ion hóa của H2+ khi hạt nhân đứng yên và dao
động ở bậc ν=0; c) và d) Tốc độ ion hóa của H2+ khi hạt nhân
đứng yên và dao động ở bậc ν=0 ................................................. 25
Hình 2.4. Sự phụ thuộc của xác suất và tốc độ ion hóa vào thời gian
xung, với laser cường độ I = 3x1014W/cm2, bước sóng 800nm . 26
Hình 2.5. Xác suất ion hóa của H2+ trong trường laser cường độ
3x1014W/cm2, thời gian xung 40fs và bước sóng 800nm với các
mức dao động ν=0-21. a) ν=0-5; b) ν=6-10; c) ν=11-15; d)
ν=16-21. ....................................................................................... 27
Hình 2.6. Tốc độ ion hóa của H2+ trong trường laser cường độ
3x1014W/cm2, thời gian xung 40fs và bước sóng 800nm với các
mức dao động ν=0-21. a) ν=0-5; b) ν=6-10; c) ν=11-15; d)
ν=16-21 . ...................................................................................... 28
Hình 2.7. Khoảng cách liên hạt nhân của phân tử H2+ theo các bậc dao
động, tương tác với xung laser cường độ 3x1014W/cm2, độ dài
xung 40fs và bước sóng 800nm. ................................................ 30
Hình 2.8. Sự phụ thuộc của trung bình xác suất ion hóa trên miền phẳng
vào bậc dao động hạt nhân ν. ...................................................... 31
Hình 2.9. Xác suất ion hóa của H2+, D2+, T2+, tương tác với xung laser
cường độ 3x1014W/cm2, độ dài xung 40fs và bước sóng
800nm, ở các bậc dao động hạt nhân ν = 0,3,11. a) ν = 0, b)
3ν = , c) ν = 11 .......................................................................... 32
Hình 2.10. Tốc độ ion hóa của H2+, D2+, T2+, tương tác với xung laser cường
độ 3x1014W/cm2, độ dài xung 40fs và bước sóng 800nm, ở các
bậc dao động hạt nhân ν = 0,3,11. a) ν = 0, b) 3ν = , c) ν = 11 32
Hình 2.11. Khoảng cách liên hạt nhân của H2+, D2+, T2+ với xung laser
cường độ 3x1014W/cm2, độ dài xung 40fs và bước sóng
800nm, ở các bậc dao động hạt nhân ν = 0,3,11. a) ν = 0, b)
3ν = , c) ν = 11 ........................................................................... 33
1
LỜI MỞ ĐẦU
Trong vài thập kỷ qua, việc nghiên cứu các hiệu ứng của nguyên tử và phân
tử trong điện từ trường cường độ mạnh đã được phát triển rất nhanh chóng.
Những tiến bộ trong công nghệ đã giúp tạo ra các xung laser cực ngắn với cường
độ mạnh theo bậc của đơn vị nguyên tử (1a.u. = 3,5.1016W/cm2). Với những tiến
bộ này đã giúp các nhà khoa học có thể nghiên cứu chi tiết các quá trình động
lực học của nguyên tử và phân tử [16], [17], [21].
Từ những thành công đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu rộng rãi và mạnh
mẽ hơn về tương tác giữa nguyên tử, phân tử với laser. Thời gian gần đây các
hiệu ứng của phân tử, nguyên tử khi đặt trong trường laser mạnh được sự quan
tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học [13], [16], [17], [21]. Một trong những
phân tử đơn giản nhất là ion phân tử H2+, nó có tầm quan trọng cơ bản trong vật
lý. Sự ion hóa của ion phân tử H2+ cũng được các nhà khoa học quan tâm nghiên
cứu rộng rãi [5], [6], [8], [14], [18], [19].
Năm 1992, tốc độ ion hóa của H2+ được khảo sát bằng cách giải số phương
trình Schrödinger phụ thuộc thời gian (Time Dependent Schrödinger Equation -
TDSE) được nghiên cứu bởi nhóm của Sczcpan Chelkowski [8]. Công trình này
chỉ khảo sát tốc độ ion hóa theo các cường độ laser, mà hạt nhân được chọn ở
những khoảng cố định như R = 2 a.u hoặc R = 3 a.u. Qua đó nhận thấy tốc độ
ion hóa tăng theo cường độ laser và tăng mạnh khi R = 3 a.u. Bốn năm sau,
nhóm này tiếp tục nghiên cứu sự ion hóa phân ly của H2+ trong trường laser,
bằng cách giải TDSE chính xác cho mô hình ba vật, với chuyển động một chiều
của hạt nhân theo hướng của trường laser [9]. Kết quả cho thấy sự ion hóa phân
ly xảy ra mạnh mẽ khi tăng cường độ laser, và sau 40 fs thì khoảng 65% là
H+H+ và 35% là H++H+ trong kênh bùng nổ Coulomb.
Gần đây, sự phụ thuộc vào tần số của sự ion hóa +2H trong trường laser
phân cực thẳng được Lihua Bai và cộng sự nghiên cứu năm 2013 [5]. Kết quả
cho thấy sự ion hóa toàn phần ở tần số tương đối thấp hoặc tương đối cao thì giá
2
trị tương đối lớn, kể cả trong trường hợp thay đổi cường độ laser, điều này khá
phù hợp với các tác giả khác.
Khi nghiên cứu sự ion hóa, sự phát xạ sóng điều hòa bậc cao và sự định
phương của H2+ khi đặt trong trường laser [17], Christian Bruun Madsen cho
thấy thế Coulomb biến dạng ở mỗi thời điểm bởi điện trường tức thời của laser.
Cho rằng sự thay đổi của điện trường là chậm so với sự chuyển động của
electron ở trạng thái biên, hàm sóng của electron có thời gian xuyên ngầm qua
rào. Sau khi ion hóa xuyên hầm, electron lan truyền và được gia tốc mạnh trong
trường laser với ảnh hưởng rất ít từ trường Coulomb. Do sự dao động của trường
laser, electron trước tiên chuyển động đi từ hạt nhân này, nhưng sau đó được gia
tốc trở lại hạt nhân kia. Cuối cùng, khoảng hai phần ba chu kỳ quang học sau khi
ion hóa, electron tái kết hợp với hạt nhân và năng lượng tích lũy từ electron
được giải phóng như một photon điều hòa bậc cao. Ở công trình [1] của Nguyễn
Thị Thu Hà, cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của dao động hạt nhân lên quá trình
phát xạ sóng điều hòa bậc cao (High order Harmonic Generation -HHG) của ion
phân tử H2+ trong trường laser, với các bậc dao động hạt nhân là ν. Kết quả cho
thấy khi các bậc dao động hạt nhân càng tăng thì cường độ của HHG cũng tăng,
và đạt bão hòa khi ν lớn.
Cách giải quyết vấn đề ion hóa của H2+ dựa vào ion hóa xuyên ngầm cũng
được các tác giả khác nghiên cứu [18], [24]. Nghiên cứu của nhóm Liang-You
Peng vào năm 2003 về động học ion hóa xuyên ngầm của +2H bởi ánh sáng phân
cực thẳng trong trường laser mạnh [18], nghiên cứu đã xác định và tính toán
động học ion hóa xuyên ngầm phụ thuộc vào bước sóng, cường độ laser và độ
dài liên kết phân tử. Sự ảnh hưởng của khoảng cách liên hạt nhân lên sự ion tức
thời của H2+ trong trường laser mạnh cũng được khảo sát [22], nhóm nghiên cứu
của Mohsen Vafaee đã giới thiệu các thành phần tốc độ ion hóa tức thời
(Instantaneous Ionization Rate) và thành phần tốc độ ion hóa tổng thể, chúng
được tính toán cho H2+ tại các giá trị khác nhau của khoảng cách liên hạt nhân
3
trong trường laser phân cực thẳng. Kết quả cho thấy tốc độ ion hóa phụ thuộc
khoảng cách liên hạt nhân, tốc độ này giảm nhanh khi tăng thêm khoảng cách
liên hạt nhân.
Năm 2001, trong công trình [19] Weixing Qu và cộng sự nghiên cứu tương
quan hạt nhân trong sự ion hóa và phát sóng điều hòa của H2+ trong trường laser
xung ngắn cường độ cao. Nghiên cứu đã khảo sát sự ảnh hưởng lẫn nhau của
electron và hạt nhân, trong đó hạt nhân được xem xét trong cả hai trường hợp cố
định và chuyển động, theo và không theo gần đúng Born-Oppenheimer. Khi
cường độ trường laser là 2,5.1014 W/m2 thì xác suất ion hóa rất nhỏ, còn sự phân
ly bắt đầu sau sự ion hóa từ 6,5÷7,0 fs. Khi tăng cường độ laser thì xác suất ion
hóa tăng nhanh hơn trong cả hai trường hợp hạt nhân cố định và chuyển động.
Xác suất ion hóa khi xét đến chuyển động hạt nhân luôn cao hơn rất nhiều so với
khi hạt nhân cố định, nhưng sự chênh lệch này giảm khi cường độ laser tăng.
Nhưng công trình này cũng chỉ xét sự phụ thuộc của xác xuất vào một vài cường
độ laser.
Như vậy, sự phát xạ sóng điều hòa luôn bắt đầu bằng quá trình ion hóa, sau
đó electron quay trở lại ion mẹ và phát ra sóng điều hòa, có thể một số electron
sẽ không trở lại ion mẹ sẽ gây ra quá trình ion hóa cho ion mẹ. Hầu hết các tác
giả đã nghiên cứu quá trình ion hóa của +2H khi không xét đến [8] hoặc có xét
đến chuyển động hạt nhân dưới dạng chuyển động một chiều [9], [19]. Vì
chuyển động của hạt nhân có ảnh hưởng đến HHG nên cũng ảnh hưởng đến quá
trình ion hóa của H2+. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc xem xét
chuyển động của hạt nhân, cụ thể là mức dao động của hạt nhân lên quá trình
ion hóa của ion phân tử H2+. Qu đã nghiên cứu sự tương quan hạt nhân đến sự
ion hóa H2+ nhưng chỉ khảo sát ở một vài cường độ nhất định. Hơn nữa, chưa
nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động hạt nhân lên sự ion hóa của H2+. Từ đó
đã mở ra một hướng nghiên cứu mà chúng tôi quyết định thực hiện khi nghiên
cứu sự ion hóa của H2+có xem xét đến sự ảnh hưởng của bậc dao động hạt nhân,
4
do đó chúng tôi quyết định chọn đề tài ‘‘Ảnh hưởng dao động hạt nhân lên
quá trình ion hóa của 𝐇𝟐
+. trong trường laser’’.
Mục tiêu của luận văn là khảo sát sự ảnh hưởng của dao động hạt nhân lên
lên quá trình ion hóa của phân tử H2+ khi tương tác với trường laser mạnh xung
ngắn, bao gồm ảnh hưởng đến xác suất ion hóa và tốc độ ion hóa. Nghiên cứu
này sẽ cho ta thông tin về sự ion hóa của H2+, sự ion hóa luôn xảy ra kèm theo
quá trình phát HHG, nên điều này gián tiếp ảnh hưởng đến sự phát HHG để trích
suất thông tin về phân tử.
Phương pháp sử dụng trong luận văn gồm phương pháp giải số phương
trình Shrödinger phụ thuộc thời gian, sử dụng code giải TDSE thu số liệu và tính
toán xác suất ion hóa, tốc độ ion hóa, phân tích kết quả và so sánh với các
nghiên cứu khác.
Về nhiệm vụ của luận văn, trước hết chúng tôi tìm hiểu tương tác giữa phân
tử với trường laser mạnh, các hiện tượng xảy ra trong tương tác này. Tiếp theo là
nghiên cứu cơ chế ion hóa của phân tử trong trường laser cường độ cao. Để tính
toán xác suất ion hóa và tốc độ ion hóa, chúng tôi sử dụng ngôn ngữ lập trình
Fortran trên máy tính, sử dụng code đã được viết bởi nhóm nghiên cứu của khoa
Vật lý trường đại học sư phạm Tp. HCM, đồng thời chỉnh sửa cho phù hợp với
yêu cầu luận văn. Code này dùng để giải số TDSE tìm ra hàm sóng electron theo
thời gian, sau đó tính xác suất và tốc độ ion hóa của H2+. Ngoài ra chúng tôi còn
sử dụng phần mềm vẽ đồ thị Oringin để biểu diễn xác suất và tốc độ ion hóa
theo thời gian cũng như theo bậc dao động hạt nhân. Từ đó, chúng tôi so sánh
xác suất và tốc độ ion hóa của H2+ trong trường hợp hạt nhân cố định ở vị trí cân
bằng và dao động ở trạng thái cơ bản ν=0. Quan trọng hơn, chúng tôi cũng so
sánh xác suất ion hóa giữa các bậc dao động hạt nhân từ 0 đến 21, từ đó tìm ra
quy luật thay đổi của chúng. Mặc khác, để khảo sát sự ảnh hưởng của đồng vị
lên sự ion hóa khi xét đến dao động hạt nhân, chúng tôi tính toán xác suất và tốc
5
độ ion hóa của D2+, T2+ sau đó so sánh với trường hợp của H2+, từ đó phân tích sự
ảnh hưởng của các đồng vị này lên quá trình ion hóa.
Nội dung của luận văn gồm hai chương chính, ngoài ra còn có phần mở đầu
và kết luận. Trong chương đầu, chúng tôi trình bày tổng quan về sự ion hóa của
ion phân tử H2+. khi tương tác với laser cường độ cao. Cũng trong chương này,
chúng tôi trình bày về phương pháp giải TDSE để tính xác suất ion hóa và tốc
độ ion hóa. Chúng tôi sử dụng phương pháp thời gian ảo giải phương trình
Shrödinger dừng, và phương pháp tách toán tử giải TDSE cho H2+. khi hạt nhân
đứng yên và dao động. Trong chương hai, chúng tôi trình bày kết quả về sự ảnh
hưởng của bậc dao động hạt nhân lên xác suất ion hóa và tốc độ ion hóa của H2+,
sau đó so sánh với trường hợp hạt nhân cố định. Trong chương này chúng tôi
còn khảo sát sự ion hóa các đồng vị D2+, T2+, sau đó so sánh với trường hợp của H2+.
6
Chương 1. QUÁ TRÌNH ION HÓA CỦA PHÂN TỬ
TRONG TRƯỜNG LASER CƯỜNG ĐỘ CAO
1.1. Tương tác giữa laser với phân tử
Tương tác giữa trường laser và phân tử phức tạp hơn so với nguyên tử. Sự
phức tạp của tương tác thể hiện khi một phân tử được đặt vào một trường laser
cường độ cao, có nhiều quá trình liên quan đến trường mạnh có thể xảy ra, bao
gồm các quá trình như sự phân ly trên ngưỡng (Above-Threshold Dissociation -
ATD), sự làm yếu liên kết (Bond Softening -BS), sự tạo liên kết mới (Bond
Hardening - BH) và sự ion hóa tăng cường do cộng hưởng điện tích (Charge
Resonance Enhanced Ionization), sự ion hóa hoặc sự phát xạ HHG [7], [11],
[12], [13], [17] [23].
Tương tác của xung laser cường độ mạnh với phân tử đơn giản gồm hai
nguyên tử dẫn đến sự ion hóa đa photon bởi cơ chế rất giống trường hợp đơn
nguyên tử. Nếu electron rời bỏ cả hai nguyên tử cấu thành, kết quả của lực đẩy
tĩnh điện dẫn đến sự bùng nổ Coulomb (Coulomb explosion) [11], trong đó phân
tử phân ly thành các mảnh ion với năng lượng được quyết định một phần bởi
khoảng cách liên hạt nhân. Mặt khác, nếu trường laser đủ mạnh để làm biến
dạng thế năng phân tử, quá trình phân ly của phân tử có thể bị thay đổi, làm phát
sinh các quá trình BS, ATD và tạo ra trạng thái dao động gây ra bởi laser. Động
lực học về sự bùng nổ Coulomb của phân tử ba nguyên tử cũng đã được nghiên
cứu thành công, nhưng việc nghiên cứu chi tiết những quá trình trên trở nên khó
khăn hơn do kích thước của phân tử lớn hơn.
Theo các công trình [17], [20], sự phân ly trên ngưỡng là quá trình phân ly
của phân tử khi hấp thụ số photon nhiều hơn số lượng tôi thiểu cần cho sự phân
ly. Sự phân ly đòi hỏi electron thực hiện xuyên hầm qua rào cấm cổ điển rộng
do vậy rất khó xảy ra ở những cường độ thấp. Sự phân ly từ trạng thái dao động
yếu tương ứng với kết quả ion hóa trên ngưỡng ở nguyên tử. Quá trình ATD dễ
dẫn đến sự phân mảnh ở trạng thái dao động yếu. Tỷ lệ xảy ra ATD và hấp thụ
7
đơn photon phụ thuộc mạnh vào trạng thái dao động ban đầu, tần số và cường độ
tia laser.
Cũng theo trong công trình [17], sự làm yếu liên kết là hiệu ứng làm giảm
cường độ lực liên kết phân tử trong trường laser. Do trạng thái dao động ban đầu
mạnh hơn sẽ có một giá trị năng lượng trung gian lớn hơn rào thế đoạn nhiệt, vì
thế các phân tử có thể phân ly trên rào cản. Quá trình này được gọi là “Bond
Softening” bởi Bucksbaum (1990). Bản chất vật lý chính của BS là do liên kết
của phân tử bị làm yếu đi trong trường laser mạnh và dẫn đến phân tử bị phân ly.
Trong kênh của sự bùng nổ Coulomb, sự phân ly được gây ra bởi sự di chuyển
đột ngột của electron, trái lại trong kênh BS cường độ lực đẩy khá yếu ớt và
không liên quan đến việc rời bỏ của bất kỳ electron nào. Các mảnh vỡ phân tử
thường có năng lượng tương đương hay nhỏ hơn của trường hợp đơn photon.
Một hiệu ứng gần như ngược lại với sự làm yếu liên kết là sự tạo liên kết
mới [12], [23], đây là một quá trình tạo mới liên kết hóa học bởi tác dụng của
trường laser mạnh, vào khoảng 100÷200 TW/cm2. Quá trình BH phụ thuộc vào
cường độ của trường, nếu cường độ điện trường quá thấp, giếng đoạn nhiệt
không đủ sâu để bẫy các hạt. Nếu cường độ trường quá cao, giếng đoạn nhiệt sẽ
bị phá vỡ và các hạt bị bẫy trong giếng sẽ thoát ra và thu