Luận án tiến sĩ vật lý khảo sát quá trình ion hoá kép không liên tiếp của nguyên tử khí hiếm dưới tác dụng của trường điện xung laser

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu vật lý khảo sát quá trình ion hoá kép không liên tiếp của nguyên tử khí hiếm dưới tác dụng của, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Trương Đặng Hoài Thu
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Nguyễn Thành Vinh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
• Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
• Đề tài: Khảo sát quá trình ion hoá kép không liên tiếp của nguyên tử khí hiếm dưới tác dụng của trường điện xung laser
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TƯƠNG TÁC GIỮA XUNG LASER VỚI NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ
• 2.1. Tương tác giữa xung laser với nguyên tử, phân tử
• 2.2. Mô hình SM
• 2.3. Các quá trình quang phi tuyên
• 2.4. Phương pháp tính toán
• 2.5. Mô hình S ma trận cơ học lượng tử
• 2.6. Phương pháp bán cổ điển ADK
• 2.7. Mô hình tập hợp cổ điển. Tham số làm mềm cho thế tương tác Coulomb của electron - ion. Quy trình tính toán
• 2.8. Tham số làm mềm và mô phỏng quá trình NSDI của nguyên tử Ar. Tham số làm mềm và vị trí ban đầu của hai electron. Mô phỏng quá trình NSDI
• 2.9. Tham số làm mềm cho các nguyên tử khí hiếm khác
• 3. CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH NSDI CỦA NGUYÊN TỬ Ar BỞI XUNG LASER HAI MÀU
• 3.1. Sự phụ thuộc của lực đẩy Coulomb vào cường độ của xung laser OTC
• 3.2. Điều khiển các cơ chế ion hóa của nguyên tử bởi xung laser PTC
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Kiến nghị và hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên Cứu Quá Trình Ion Hóa Kép Khí Hiếm Tổng Quan Quan Trọng

Nghiên cứu về quá trình ion hóa kép không liên tiếp của nguyên tử khí hiếm dưới tác dụng của trường điện xung laser là một lĩnh vực quan trọng trong vật lý laser và quang học phi tuyến. Quá trình này liên quan đến việc loại bỏ hai electron từ một nguyên tử khí hiếm do tương tác với trường điện mạnh của xung laser. Việc hiểu rõ cơ chế của quá trình ion hóa kép không liên tiếp có ý nghĩa to lớn trong việc phát triển các nguồn phát tia X mềm và điều khiển các quá trình vật lý nguyên tử ở quy mô thời gian atto giây. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp mô phỏng số để khám phá các cơ chế ion hóa và ảnh hưởng của các tham số laser khác nhau. Luận án này tập trung vào việc khảo sát và mô phỏng quá trình này bằng mô hình tập hợp cổ điển và so sánh kết quả với thực nghiệm, đặc biệt với nguyên tử Argon (Ar). Trích dẫn từ luận án, "Trong luận án này, chúng tôi đã dựa trên mô hình tập hợp cổ điển để đưa ra một quy trình phù hợp về mặt vật lý nhằm xác định tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb giữa electron ion hoá và ion mẹ đối với tất cả nguyên tử khí hiếm."

1.1. Giới Thiệu Chung về Ion Hóa Kép Không Liên Tiếp

Quá trình ion hóa kép không liên tiếp (NSDI) xảy ra khi hai electron bị loại bỏ khỏi nguyên tử không đồng thời. Một electron bị ion hóa đầu tiên, sau đó electron thứ hai bị ion hóa do va chạm hoặc tương tác với electron đầu tiên hoặc trường laser. Đây là một quá trình phức tạp chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các hiệu ứng tương quan electron. Hiểu rõ cơ chế ion hóa phức tạp này đòi hỏi các phương pháp lý thuyết và mô phỏng số tiên tiến. Nghiên cứu này có ý nghĩa lớn trong việc phát triển các nguồn tia X mềm và các ứng dụng khác liên quan đến tương tác laser-nguyên tử.

1.2. Vai Trò của Trường Điện Xung Laser trong Quá Trình Ion Hóa

Trường điện xung laser đóng vai trò then chốt trong việc khởi động và điều khiển quá trình ion hóa kép. Cường độ và hình dạng của xung laser ảnh hưởng đến xác suất ion hóa và động lực học của các electron bị ion hóa. Việc sử dụng các xung laser có cấu trúc đặc biệt, chẳng hạn như xung laser hai màu, có thể được sử dụng để điều khiển quá trình ion hóa một cách hiệu quả. Luận án này cũng khảo sát quá trình ion hóa kép không liên tiếp của nguyên tử Ar bằng cách sử dụng xung laser hai màu trực giao và song song.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Ion Hóa Khí Hiếm Vấn Đề Cần Giải Quyết

Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong việc nghiên cứu quá trình ion hóa kép của nguyên tử khí hiếm, vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Một trong những thách thức chính là mô tả chính xác tương tác Coulomb giữa các electron và ion mẹ, đặc biệt trong các mô hình cổ điển. Việc lựa chọn tham số làm mềm phù hợp trong thế tương tác Coulomb là rất quan trọng để thu được kết quả mô phỏng chính xác. Ngoài ra, việc hiểu rõ vai trò của các hiệu ứng tương quan electron và các cơ chế ion hóa khác nhau cũng là một thách thức lớn. Luận án này đã đề xuất một quy trình phù hợp về mặt vật lý để xác định tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb giữa electron bị ion hoá và ion mẹ đối với các nguyên tử khí hiếm.

2.1. Độ Chính Xác của Mô Hình Lý Thuyết Ion Hóa Điểm Nghẽn

Các mô hình lý thuyết hiện tại có những hạn chế nhất định trong việc mô tả chính xác quá trình ion hóa kép. Các phương pháp cơ học lượng tử có thể rất tốn kém về mặt tính toán, đặc biệt đối với các nguyên tử phức tạp. Các mô hình cổ điển có thể đơn giản hóa quá trình vật lý nhưng cần được hiệu chỉnh cẩn thận để thu được kết quả đáng tin cậy. Việc so sánh kết quả mô phỏng với dữ liệu thực nghiệm là rất quan trọng để đánh giá độ chính xác của các mô hình lý thuyết.

2.2. Ảnh Hưởng của Tương Quan Electron đến Quá Trình Ion Hóa

Tương quan electron đóng vai trò quan trọng trong quá trình ion hóa kép. Tương tác giữa các electron có thể ảnh hưởng đến xác suất ion hóa và phân bố động lượng của các electron bị ion hóa. Việc mô tả chính xác các hiệu ứng tương quan electron là một thách thức lớn trong các mô hình lý thuyết. Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào việc phát triển các phương pháp tính toán hiệu quả để mô tả tương quan electron trong các quá trình ion hóa.

III. Phương Pháp Xác Định Tham Số Làm Mềm Coulomb Bí Quyết

Luận án này đề xuất một phương pháp mới để xác định tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb giữa electron bị ion hóa và ion mẹ. Phương pháp này dựa trên mô hình tập hợp cổ điển và xem xét các yếu tố vật lý quan trọng như năng lượng ion hóa và vị trí ban đầu của các electron. Việc xác định tham số làm mềm phù hợp là rất quan trọng để thu được kết quả mô phỏng chính xác quá trình ion hóa kép. Phương pháp này đã được áp dụng cho các nguyên tử khí hiếm khác nhau và kết quả cho thấy sự phù hợp tốt với dữ liệu thực nghiệm. Theo luận án: "Dựa trên mô hình tập hợp cổ điển, đề xuất một quy trình phù hợp về mặt vật lý để xác định tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb giữa electron bị ion hoá và ion mẹ đối với các nguyên tử khí hiếm."

3.1. Sử Dụng Mô Hình Tập Hợp Cổ Điển để Mô Phỏng Ion Hóa

Mô hình tập hợp cổ điển là một phương pháp hiệu quả để mô phỏng quá trình ion hóa kép. Trong phương pháp này, một tập hợp lớn các quỹ đạo cổ điển được sử dụng để mô tả động lực học của các electron. Mô hình này cho phép tính toán các đại lượng quan trọng như xác suất ion hóa và phân bố động lượng của các electron bị ion hóa. Mặc dù mô hình này có những hạn chế nhất định, nó vẫn là một công cụ hữu ích để nghiên cứu các cơ chế ion hóa.

3.2. Tối Ưu Hóa Tham Số Làm Mềm trong Thế Tương Tác Coulomb

Việc tối ưu hóa tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb là một bước quan trọng để thu được kết quả mô phỏng chính xác. Tham số làm mềm được sử dụng để tránh sự kỳ dị của thế Coulomb tại khoảng cách nhỏ. Giá trị của tham số làm mềm ảnh hưởng đến năng lượng liên kết của các electron và xác suất ion hóa. Luận án này đề xuất một quy trình để xác định tham số làm mềm dựa trên các yếu tố vật lý quan trọng.

IV. Nghiên Cứu Quá Trình Ion Hóa Argon Ar Phân Tích Chi Tiết

Luận án này tập trung vào nghiên cứu chi tiết quá trình ion hóa kép của nguyên tử Argon (Ar) dưới tác dụng của trường điện xung laser. Argon là một nguyên tử khí hiếm phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong các thí nghiệm về tương tác laser-nguyên tử. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng quá trình ion hóa kép của Argon chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các hiệu ứng tương quan electron và các thông số laser. Các cơ chế ion hóa khác nhau có thể chiếm ưu thế tùy thuộc vào cường độ và hình dạng của xung laser. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp mô phỏng số để khám phá các cơ chế ion hóa và ảnh hưởng của các tham số laser khác nhau.

4.1. Ảnh Hưởng của Cường Độ Laser đến Quá Trình Ion Hóa Kép

Cường độ laser là một tham số quan trọng ảnh hưởng đến quá trình ion hóa kép. Khi cường độ laser tăng lên, xác suất ion hóa cũng tăng lên. Tuy nhiên, ở cường độ laser cao, các hiệu ứng phi tuyến có thể trở nên quan trọng và ảnh hưởng đến cơ chế ion hóa. Nghiên cứu này khảo sát sự phụ thuộc của tỷ lệ giữa tín hiệu DI và SI theo cường độ xung laser với các giá trị đại diện của tham số làm mềm a.

4.2. Vai Trò của Electron Tái Va Chạm trong Quá Trình Ion Hóa

Electron tái va chạm đóng một vai trò quan trọng trong quá trình ion hóa kép không liên tiếp. Sau khi một electron bị ion hóa, nó có thể quay trở lại và va chạm với ion mẹ, dẫn đến ion hóa electron thứ hai. Năng lượng và thời điểm tái va chạm ảnh hưởng đến xác suất ion hóa và phân bố động lượng của electron thứ hai. Luận án này khảo sát vai trò của lực đẩy Coulomb giữa hai electron sau thời điểm ion hoá của mỗi nhóm electron quay về phụ thuộc vào cường độ xung laser.

V. Ứng Dụng Laser Hai Màu Điều Khiển Quá Trình Ion Hóa Kép Nguyên Tử Ar

Nghiên cứu sử dụng laser hai màu để điều khiển quá trình ion hóa kép của nguyên tử Argon (Ar). Việc sử dụng các xung laser có cấu trúc đặc biệt, chẳng hạn như xung laser hai màu, có thể được sử dụng để điều khiển quá trình ion hóa một cách hiệu quả. Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng pha tương đối giữa hai màu laser có thể ảnh hưởng đến cơ chế ion hóa và phân bố động lượng của các electron bị ion hóa. Kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng để phát triển các phương pháp điều khiển laser mới cho các quá trình vật lý nguyên tử.

5.1. Điều Khiển Cơ Chế Ion Hóa Bằng Xung Laser Hai Màu Song Song

Khi sử dụng xung laser hai màu song song, các cơ chế ion hóa chi phối quá trình ion hóa kép không liên tiếp phụ thuộc vào pha tương đối của hai xung laser thành phần. Kết quả này chứng tỏ xung laser hai màu song song có thể được sử dụng để điều khiển động lực học tương quan của hai electron thông qua việc thay đổi pha tương đối.

5.2. Ảnh Hưởng của Pha Tương Đối Lên Quá Trình Ion Hóa Kép

Luận án nghiên cứu ảnh hưởng của pha tương đối giữa hai thành phần xung laser đến quá trình ion hóa kép. Kết quả cho thấy rằng pha tương đối có thể ảnh hưởng đến xác suất ion hóa và phân bố động lượng của các electron bị ion hóa. Việc điều chỉnh pha tương đối có thể được sử dụng để kiểm soát quá trình ion hóa một cách hiệu quả.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Ion Hóa Kép Khí Hiếm

Luận án này đã cung cấp một cái nhìn sâu sắc về quá trình ion hóa kép của nguyên tử khí hiếm dưới tác dụng của trường điện xung laser. Nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp mới để xác định tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb và khám phá ảnh hưởng của các tham số laser khác nhau đến cơ chế ion hóa. Các kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng để phát triển các nguồn phát tia X mềm và điều khiển các quá trình vật lý nguyên tử ở quy mô thời gian atto giây. Nghiên cứu sâu hơn có thể tập trung vào việc cải tiến các mô hình lý thuyết và khám phá các ứng dụng tiềm năng của việc điều khiển laser trong các quá trình ion hóa.

6.1. Tiềm Năng Ứng Dụng của Nghiên Cứu Ion Hóa Kép

Nghiên cứu về ion hóa kép có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm: phát triển các nguồn phát tia X mềm, quang phổ atto giây, và điều khiển các phản ứng hóa học. Việc hiểu rõ cơ chế ion hóa có thể giúp chúng ta phát triển các công nghệ mới dựa trên tương tác laser-nguyên tử.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Mở Rộng trong Tương Lai Tiếp Cận Mới

Trong tương lai, nghiên cứu về ion hóa kép có thể được mở rộng theo nhiều hướng. Một trong những hướng quan trọng là phát triển các mô hình lý thuyết chính xác hơn để mô tả các hiệu ứng tương quan electron. Ngoài ra, việc khám phá các ứng dụng tiềm năng của việc điều khiển laser trong các quá trình ion hóa cũng là một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn. Cải tiến quy trình xác định tham số làm mềm trong thế tương tác Coulomb giữa electron bị ion hoá và ion mẹ đối với các nguyên tử khí hiếm cho các phân tử trong bài toán ion hoá kép không liên tiếp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Lý do chọn đề tài Trong hai thập niên gần đây, các hiện tượng quang phi tuyến được tạo ra bởi sự tương tác giữa nguyên tử, phân tử với xung laser cường độ cao đã thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trong và ngoài nước bởi chúng mang lại nhiều thông tin về cấu trúc vật chất. Trong đó, quá trình ion hóa kép (DI), đặc biệt là quá trình ion hoá kép không liên tiếp (NSDI) cung cấp các thông tin về sự tương quan giữa hai electron bị ion hóa trong nguyên tử, phân tử [1-3]. Từ đó góp phần vào việc cung cấp bức tranh tong quát về cau trúc nguyên tử, phân tử, cũng như sự tương tác giữa các electron trong lớp vỏ nguyên tử, phân tử. Quá trình NSDI có thể được giải thích dựa trên mô hình “simple man” (SM) được đề xuất đầu tiên bởi Corkum [4].

Đến năm 1994, Lewenstein đã đưa ra mô hình ba bước [Š] với các bước như sau: Bước một, electron bị ion hoá bởi sự tương tác giữa xung laser với nguyên tử/phân tử. Khi này, thế nguyên tử/phân tử bị biến dạng bởi sự kết hợp với thế của xung laser. Trong trường hợp cường độ xung laser đủ mạnh, thế nguyên tử/phân tử bị biến dạng mạnh, electron có thể được ion hoá theo cơ chế vượt rào. Bước hai, electron bị ion hoá được gia tốc bởi điện trường của xung laser, sau đó bị kéo trở lại khi điện trường của xung laser đảo chiều và có thể xay ra sự tái va chạm với ion mẹ.

Bước ba, quá trình tái va cham này có thé dẫn đến sự ion hoá của electron thứ hai, đây chính là quá trình ion hoá kép. không liên tiếp. Kẻ từ khi được quan sát lần đầu tiên vào năm 1975 bởi Suran và Zapesochny cho các nguyên tử kiềm thổ [6], quá trình NSDI đã được nghiên cứu rộng rãi và là một công cụ mạnh đề nghiên cứu mối tương quan electron - electron (e - e) thông qua quá trình va chạm của electron bị ion hoá và ion mẹ [7-15]. Ngoài ra, quá trình ion hoá kép cũng có thé xảy ra theo cơ chế liên tiếp (SDI), trong đó hai electron lần lượt bị ion hoá bởi sự ảnh hưởng của xung laser mà không thông qua sự tái va chạm [16-18].

Dựa vào năng lượng của electron bị ion hoá lần đầu (năng lượng quay về) ngay trước khi xảy ra sự tái va chạm với ion mẹ và sự chia sẻ năng lượng giữa electron bị ion hoá lần đầu và electron liên kết, quá trình NSDI thường được chia ra thành hai cơ chế ion hoá cơ bản: Một là, cơ chế ion hoá trực tiếp (e - 2e), trong đó electron bị ion hoá lần đầu tái va chạm với ion mẹ và gây ra sự ion hoá cho electron liên kết ngay sau khi tái va chạm [19,20]; Hai là, cơ chế ion hoá kích thích (RESI), trong đó electron liên kết nhận một phan năng lượng từ electron bị ion hoá lần đầu khi sự tái va chạm diễn ra và chuyển lên trạng thái kích thích, sau đó bị ion hoá bởi tác động của xung laser, trong khi electron bị ion hoá lần đầu vẫn nằm ở trạng thái tự do [10] hoặc bị ion mẹ bắt lại để tạo thành trạng thái kích thích kép [15,21,22]. Dé quá trình NSDI được xảy ra dưới tác dụng của xung laser, electron bị ion hoá lần đầu có thể truyền năng lượng cho electron liên kết một cách hiệu quả ngay trong lần tái va chạm thứ nhất dé day electron liên kết này ra khỏi nguyên tử/phân tử hoặc phải va chạm nhiều lần với ion me mới truyền đủ năng lượng cho electron liên kết bị ion hoá [23]. Sự tái va chạm nhiều lần có thé làm nhiễu các tín hiệu thé hiện sự tương quan e - e cũng như phổ phân bồ động lượng của hai electron tương quan (CTEMD) [24]. Do đó, để thu được thông tin thuần khiết về sự tương quan giữa các electron bị ion hóa trong lớp vỏ nguyên tử/phân tử, theo công trình của Ma có thê loại bỏ sự tái va chạm nhiều lần giữa electron bị ion hoá lần đầu và ion mẹ bằng cách tăng cường độ (khoảng 1.5x10' W/cm’) và/hoặc bước sóng của xung laser (khoảng 1500 nm) [2].

Ngoài ra, xung laser hai màu trực giao (OTC) cũng có thể được sử dụng với mục dich này [25]. Ké từ khi được tao ra và đưa vào các nghiên cứu về các hiệu ứng quang phi tuyến vào năm 2005 [26], xung laser OTC đã được công nhận rộng rãi về khả năng kiểm soát tốt thời điểm tái va chạm, năng lượng của electron bị ion hoá lần đầu ngay trước khi tái va chạm và tỷ lệ NSDI bằng cách thay đổi pha tương đối [25-28] hoặc cường độ của hai xung laser thành phần [29]. Do đó, xung laser OTC có thể được sử dụng dé kiểm soát phổ CTEMD (theo hai phương tương ứng với phương phân cực của từng thành phần xung laser) [25]. Ngoài ra, xung laser OTC còn được sử dụng đề điều khiển quá trình NSDI.

Cụ thẻ, bằng cách thay đổi pha tương đối giữa hai thành phần xung laser, động lực học tương quan hai electron bị ion hóa trong quá trình NSDI đối với nguyên tử He có thể được kiểm soát [25] hoặc có thẻ phân tích 2 các cơ chế ion hóa chỉ phối quá trình NSDI của nguyên tử Xe [28]. Ngoài ra, xung laser OTC còn được sử dụng dé nghiên cứu sự phụ thuộc của tín hiệu Ne?*/Ne vào pha tương đối, trong đó có tính đến sự thay đổi thời gian tái va chạm khi điều chỉnh cường độ xung laser ở một pha tương đối cụ thể [29]. Đặc biệt, lần đầu tiên xung laser OTC được chứng minh bằng thực nghiệm có khả năng kiểm soát động lực học tương quan hai electron cho nguyên tử Ne [30]. Xung laser OTC còn được sử dụng để nghiên cứu quá trình NSDI của các phân tử, ví dụ phân tử HeH’, từ đó chứng tỏ rang sự tương quan của hai electron trong phd CTEMD phụ thuộc vào tỷ lệ cường độ (12/) và pha tương đối giữa hai thành phần của xung laser OTC [27].

Các công trình [25,29,30] đã giới thiệu một số kết quả thú vị như các thời điểm tái va chạm của electron bị ion hoá lần đầu tụ lại trong một phạm vi rat hep trên trục thời gian và có thể được kiểm soát bởi xung laser OTC. Ngoài ra, các kết quả trong [25,29,30] chỉ ra rằng tại một số giá tri cụ thể của pha tương đối của xung laser OTC, các thời điểm tái va chạm của electron bị ion hoá lần đầu và ion mẹ được phân tách thành hai nhóm riêng biệt. Tuy nhiên, việc khảo sát động lực học của từng nhóm thời gian tái va chạm trong việc chỉ phối quá trình NSDI vẫn chưa được xem xét. Mặt khác, các cơ chế ion hoá và sự đóng góp của từng nhóm thời gian tái va chạm vào phô CTEMD, vai trò của lực đây Coulomb trong quá trình NSDI khi thay đôi cường độ xung laser vẫn còn là câu hỏi mở.

Chúng tôi cũng lưu ý rằng mặc dù vai trò của lực đây Coulomb giữa hai electron sau khi bị ion hoá đã được xem xét cho các hệ nguyên tử [22,31-33] và phân tử [34] đối với xung laser một màu, nhưng hiệu ứng này trong xung laser OTC vẫn chưa được khảo sát. Đối với sự tái va chạm trong quá trình NSDI, bước sóng của xung laser là một tham số quan trọng vì nó ảnh hưởng đến năng lượng quay về của electron bị ion hoá lần dau tại thời điểm tái va chạm thông qua thé trọng động Up [4]. Trong những thập kỷ gần đây, xung laser bước sóng gần vùng hồng ngoại (NIR) đã được phát triển và được xem là một trong những công cụ hữu ích đê nghiên cứu sự tương quan của hai electron trong nguyên tử, phân tử dựa vào quá trình NSDI [7,31,35,36]. Nam 2016, nhóm nghiên cứu của Zhou đã sử dụng xung laser có hàm bao dạng hình thang (bao 3 gồm hai chu kỳ mở laser, sáu chu kỳ ồn định và hai chu kỳ tắt laser), cường độ thấp, bước sóng 780 nm dé khảo sát sự tái va chạm nhiều lần trong quá trình NSDI của nguyên tử Ar và kết luận rằng sự tái va chạm nhiều lần có thể giảm khi tăng cường độ và bước sóng của xung laser [2].

Trong công trình [19], khi khảo sát quá trình NSDI của nguyên tử Xe, các tác giả đã chứng tỏ rằng việc sử dụng xung laser có cường độ bão hoà (trong mô hình cổ điển, cường độ xung laser được xem là bão hòa khi năng lượng tái va chạm cực đại của electron quay về được gây ra bởi điện trường của xung laser bằng ngưỡng ion hóa của electron thứ hai) và bước sóng giữa vùng hồng ngoại 3200 nm (MIR) sẽ làm cho cơ chế tái va chạm nhiều lần chiếm ưu thế so với khi sử dụng xung laser NIR bước sóng 800 nm. Bởi vì, khi sử dụng xung laser bước sóng dài, năng lượng quay về của electron bị ion hoá lần đầu lớn, dẫn đến thời gian tương tác giữa hai electron ngắn và chỉ có một phần nhỏ năng lượng của electron bị ion hoá lần đầu được truyền cho electron liên kết, làm cho electron liên kết chuyển lên trạng thái kích thích. Sự tái va chạm trong lần tiếp theo mới gây ra quá trình NSDI. Xung laser hai màu cũng là một công cụ hữu ích dé kiểm soát quá trình tái va chạm của electron bị ion hoá lần đầu trong trường laser mạnh [37].

Ưu điểm của xung laser hai màu là có nhiều tham số dé điều khién sự tái va chạm như: pha tương đối, cường độ và độ phân cực của hai xung laser thành phần. Một số kết quả nghiên cứu đã được công bố như: khi sử dụng xung laser hai màu phân cực tròn, tỷ lệ các sự kiện ion hoá kép phụ thuộc vào tỷ lệ cường độ tương đối của hai xung laser thành phần [38]; xung laser hai màu song song (PTC) được sử dụng dé khảo sát quá trình NSDI va chứng tỏ phd CTEMD cũng phụ thuộc vào pha tương đối giữa hai xung laser thành phần [39,40]. Tuy nhiên, hiện tại, các cơ chế ion hoá chỉ phối quá trình NSDI bằng xung laser PTC có bước sóng MIR vẫn chưa được khảo sát chỉ tiết. Để khảo sát lý thuyết quá trình NSDI, ta có thể sử dụng một số phương pháp phổ biến như: Một là, tiếp cận theo vật lý lượng tử bằng cách tìm nghiệm phương trình Schrédinger phụ thuộc thời gian (TDSE) [41].

Phương pháp nay cho kết quả có độ chính xác cao có thể so sánh với thực nghiệm cả về mặt định tính và định lượng.