通过偏振倾斜双脉冲产生的方向可控分子转动波包的直接成像

摘要： 本文展示了利用一对时间延迟、偏振倾斜的飞秒激光脉冲产生的氮分子旋转波包的高精度时间分辨库仑爆炸成像技术，为方向可控波包的形成过程与动力学提供了新见解。为启动单向旋转，双脉冲间隔设置为：当分子沿第一束脉冲偏振矢量排列或反排列时，第二束偏振倾斜脉冲恰好作用。在旋转波包复苏周期内，分别选取全复苏和半复苏时刻附近的脉冲间隔进行研究。观测到的分子波包动态影像清晰呈现了量子旋转特征——包括单向运动过程中的角向局域化（排列）、弥散及复苏现象。值得注意的是，即使第二束脉冲辐照时的角向分布相似，不同脉冲间隔仍会产生显著差异的图案。基于实时影像并结合数值模拟，我们分析了动力学过程的间隔依赖性并探讨了波包形成机制。研究表明，观测到的图像模式本质上可由旋转周期和排列参数合理解释。由于双脉冲方案是产生方向可控旋转波包的最基础方法，本研究将为定向分子运动的精密调控与表征奠定基础。