隧道电离区低能电子能谱结构的精确测量

最近，“飞秒光物理和介观光学”创新研究群体的吴成印副教授和龚旗煌教授等利用实验室新建的超高真空离子电子动量成像谱仪的强大符合测量功能以及实验室先进的飞秒激光光源，精确测量了隧道电离区原子分子阈上电离电子的能谱结构，发现对于所有原子，电子能谱在超低能地方(<1eV ）有一个尖锐的峰状结构，对应着动量谱的双峰结构。中国科学院武汉物理与数学研究所的柳晓军研究员，山西大学的李卫东教授以及中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所的陈京研究员对实验结果进行了量子和半经典理论模拟。该项研究揭示了超低能电子谱峰形成的物理机制，是隧道电离区阈上电离物理研究的一个重要进展，研究结果发表研究结果于2012年7月23日在线发表在的phys. rev. lett.上（http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i4/e043001）。

阈上电离是原子分子强场物理的基本过程，是揭示强激光场与物质相互作用物理本质的重要基础，原子分子阈上电离的深入研究推动了阿秒计量和原子分子超快成像等研究领域的快速发展。目前阈上电离研究大都采用近红外(800nm)的激光脉冲，中红外激光技术的迅速发展，使得中红外激光场下原子分子阈上电离成为研究热点，近几年不断观察到一些新的物理现象。但是由于实验手段的限制，中红外激光场作用下原子分子阈上电离低能电子实验数据非常稀少，而且数据间还相互冲突。利用北京大学物理学院先进的超高真空离子电子动量成像谱仪和中红外飞秒激光光源，获得了原子分子阈上电离超低能电子以及低能电子的精确实验数据，澄清了该领域的学术争议。结合量子和半经典理论模拟，揭示了这些低能电子谱峰结构的物理本质。

论文第一作者吴成印副教授是教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者。经过三年努力，他和同事们建成了国内首台特殊设计的超高真空离子电子动量成像谱仪，拓宽了北京大学原子分子强场物理的研究领域并提升了强场物理的实验研究水平。谱仪的成功建设获得了北京大学第六届实验技术成果奖一等奖（http://www.lab.pku.edu.cn/tzgg/23633.htm）。去年在该装置上还实现了一氧化碳分子解离通道的飞秒激光选择性控制，研究结果也发表在Phys. Rev. Lett. 上(http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i7/e073004)。

本研究工作得到了国家自然科学基金创新群体项目、重点项目以及国家重点实验室等的资助。