Деформация молекул в лазерном поле

• Автор: Артыщенко, Степан Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Общая характеристика работы
1 Классическая теория выстраивания
1.1 Литературный обзор
1.2 Уравнение Лагранжа
^ 1.3 Роль постоянного дипольного момента
2 Линейная молекула в поле двух линейно поляризованных лазерных импульсов
2 Л Формулировка модели
2.2 Уравнения движения
2.3 Численные результаты
3 Деформация кривой потенциальной энергии заторможенного вращения молекулы, обладающей поворотной изомерией,
в поле лазерного излучения
Й 3.1 Молекула дихлорэтана в поле линейно поляризованного
лазерного импульса
3.2 Некоторые аспекты вычисления поляризуемости молекул с
помощью программы Gaussian
Заключение
Литература

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
Анализ выстраивания и ориентации свободных молекул является одной из важных задач, возникающих при исследованиях динамики химических реакций, процессов адсорбции, распространения лазерного излучения в газах.
Разработанные в настоящее время способы выстраивания и ориентации молекул опираются на использование столкновительных процессов, постоянных электрических полей и оптических полей. В течение последних нескольких лет наблюдается растущий интерес к явлениям бесстолкновительной ориентации и выстраивания молекул в лазерном поле, а также к изучению возможности приложения этих явлений для лазерного контроля и управления внутримолекулярной динамикой. Подтверждением этого интереса является значительное число как экспериментальных, так и теоретических публикаций, появившихся в последние годы. Из наиболее важных работ, выполненных в этом направлении, можно указать работы, посвященные оптическому центрифугированию, приводящему к вращательной диссоциации молекул
[1], использованию выстроенных молекул для генерации высших гармоник
[2] и сжатию лазерных импульсов [3].
Однако, несмотря на всю значимость этого направления и большое количество посвященных ему работ, к настоящему времени все еще имеется ряд аспектов, исследованных недостаточно подробно.
Цели и задачи исследования
Целью диссертационной работы является:
• Развитие классической теории молекулярного выстраивания в лазерном поле применительно как к двухатомным, так и к более сложным молекулам, а именно: исследование вращательной диссоциации молекулы при последовательном воздействии двух лазерных импульсов с ортогональными поляризациями и выяснение влияния постоянного дипольного момента молекулы на процесс выстраивания.
• Изучение влияния лазерного поля на конформационное состояние молекул, в частности, возможность появления новых поворотных изомеров в молекулах, обладающих возможностью вращения вокруг простой С-С связи.
В связи с поставленной целью в диссертационной работе решаются следующие задачи:
^ 1. Математическое моделирование процесса диссоциации линейной
молекулы с помощью воздействия на нее двумя последовательными лазерными импульсами, поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях, интервал времени между которыми меньше периода свободного вращения молекулы.
2. Изучение роли постоянного дипольного момента молекулы в процессе ее ориентации в лазерном поле.
$ 3. Теоретическое обоснование и математическое моделирование
деформации кривой потенциальной энергии заторможенного вращения в молекулах, обладающих возможностью вращения вокруг простой С-С связи.

молекулы, необходимо увеличить интенсивность излучения в 1.2 раза. При этом, однако, существенно снижаются ограничения на поле, связанные с дальнейшей ионизацией молекулы, в связи с заметным увеличением энергии ионизации иона С82+ в сравнении с нейтральной молекулой С82.
Диссоциационный предел Б0 у С52+ ниже, чем у С82 , что также облегчает вращательную диссоциацию иона. Тем не менее, далее это различие в расчет не принимается.
На Рис. 2.2-2.17 показана зависимость вращательной энергии молекулы Ео от времени для различных углов начальной ориентации молекулярной оси в0, (ро. Как видно, при воздействии двух импульсов вращательная энергия превышает диссоциационный предел для большинства углов начальной ориентации, в то время как при воздействии одного импульса той же интенсивности, вращательной энергии хватает для диссоциации лишь незначительной части молекул. Таким образом, можно заключить, что предлагаемый механизм последовательного воздействия двух лазерных импульсов с взаимно перпендикулярными поляризациями достаточно эффективен для вращательной диссоциации.
Рисунки 2.2-2.17 иллюстрируют зависимость вращательной энергии молекулы С82 от времени, в поле двух линейно поляризованных лазерных импульсов при различных начальных полярных углах в0 и различных начальных азимутальных углах <ро■ Сплошная кривая - результат воздействия двух импульсов с ортогональными поляризациями, штриховая - при отсутствии первого (ориентирующего) импульса. Горизонтальная штриховая линия - диссоциационный предел.