电场和激光场实现大分子的取向文献综述

文献综述

近年来，随着冷分子技术的发展,越来越多的研究者开始从事分子取向的研究,所谓分子取向指的是分子轴在外场下沿着特定方向指向的行为。现在我们发展了多种取向分子的方法,主要有六极杆选态、强电场取向、复合场取向、激光场排列取向等。与各向同性的分子相比,取向后的分子对于研究分子化学反应动力学、摆动光谱、光电子成像等都具有重要意义。

在一些参考文献中我们了解了采用分裂算符等方法，以非常简洁普适的MATLAB程序，高效可靠的通过数值求解含时薛定谔方程并实现可视化，将注意力集中于分子模型的构建，深入研究分子取向在动力学与光谱学中的物理化学本质，而从繁琐困难的数学和编程语言中解脱出来，对从事量子力学、量子化学与结构化学的教育工作者也有参考意义。

因此，我们准备研究一种方法能使在非均匀电场和静电场和激光场中实现大分子取向，看分子与场的相互作用是否会导致分子轴沿特定方向的发生取向行为。我们已知在以前的实验中证明了小分子在分子束中偏转极性分子的可能性，比如利用“Stark减速机”操纵小分子的速度。现在想找到是否能在大分子C₇H₅N上获得类似的控制，考虑通过静电场的多极聚焦、动态聚焦等方法看是否可以取向，研究外场下分子能级的变化。

我们知道线性的刚性转子，具有永久偶极矩，平行和垂直于分子轴向的极化率。当分子被置于非共振线偏振激光场和与其电场方向平行的静电场的共同作用下，考虑激光脉冲的宽度和形状是否会影响分子的取向，激光场是否与分子永久偶极矩有作用，静电场与诱导偶极矩之间的有什么关联，进一步挖掘是否找到获得高效分子取向、提高取向效果的条件。

我们还想知道，要是以静电场和非共振的线偏振强激光场混合作用下的分子取向为切入点，深入分析分子取向的决定因素，试图找出激光的光强和脉冲的形状对分子取向有无影响，是否在长、短激光脉冲下可以利用这些因素取得理想的分子取向，或者将原来的分子取向幅度大大提高。若有，满足什么样的条件，想进一步挖掘这种现象背后分子取向的机制，得出获得高效分子取向的必要条件。

分子取向预计其取向程度与激光脉冲峰值时的取向相同。另外激光脉冲的足够长的上升时间的也很重要，可能在脉冲的峰值和分子的旋转周期达到最高的可能取向度。在实际实验条件下，验证了OCS分子作为样品的可行性。因此本方法预计可以获得更高的激光诱导排列度。未来该方法在三维排列和取向方面的推广和为研究小分子光解分裂的方向动力学提供了新的可能性。

[1]黄云霞．分子静电/激光场取向及取向辅助的Stark减速研究[D]．华东师范大学，2014．

[2]池方萍，朱颀人．静电场与非共振脉冲激光电场共同作用下分子取向的机制[J]．原子与分子物理学报，2004，S1：240-242．