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暴露于强烈的激光脉冲下

DOI：10.1103/PhysRevA.101.053412 期刊：Physical Review A 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 我们研究了旋转激发在N2分子受800纳米强飞秒近红外激光脉冲辐照时产生的391纳米相干单向B2Σ??发射（即空气激光）中的作用。通过包含振动和转动自由度，我们模拟了N2?在强超短激光脉冲中瞬时产生时的时变布居转移过程，揭示当光场强度低于≈4×101? W/cm2时，仅在B2Σ??态振动基态(v'=0)的高转动激发能级与电子基态X2Σ??态振动基态(v''=0)能级之间可实现布居反转，从而使得即使电子激发态B2Σ??的v'=0总布居数未相对于电子基态X2Σ??的v''=0总布居数形成反转，仍能实现391纳米的激光发射。
作者： Youyuan Zhang，Erik L?tstedt，Kaoru Yamanouchi
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研究概述 实验方案

研究目的

研究旋转激发在氮气分子离子N2+受800纳米强飞秒近红外激光脉冲辐照时，产生391纳米相干单向B 2Σ+u发射（即空气激光）过程中的作用。

研究成果

研究表明，在N2+分子中，即使B态(v'=0)的总粒子数相对于X态(v''=0)的总粒子数未形成反转，仍可通过B 2Σ+u态的高转动激发能级与X 2Σ+g态能级之间实现粒子数反转，从而产生391纳米的激光。这一发现对理解空气激光机制具有重要意义，可为未来的实验和理论研究提供参考。

研究不足

该研究的局限性在于模拟中做出的假设，例如在强超短激光脉冲中N2+的突然生成，以及专注于特定的振动和转动状态。研究发现，电离前中性N2的转动预激发效应虽微小但不可忽略。

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