强场电离后 O$_2^+$ 中的旋转相干性

我们研究在强场电离后，氧分子中保留在基态和激发阳离子态中的波包。使用较弱的探测脉冲 (800 或 264 nm) 对这些仍然约束的阳离子进行解离。测量 O$^+$ 的动量分布作为泵浦-探测延迟的函数，并进行傅里叶变换，以获得取决于动能和旋转态分辨的量子胶谱。傅里叶变换的亚 cm$^{-1}$ 分辨率允许明确识别由泵浦脉冲填充并由探测脉冲解离的电子、振动和旋转态。尽管强场电离预期更有效地填充较低能级的 $X^2\Pi_g$ 和 $a^4\Pi_u$ 态，但仅使用 264 nm 探测脉冲才观察到 $X^2\Pi_g$ 态中的波包，而两种探测脉冲中均仅发现 $a^4\Pi_u$ 态的较弱特征。实验确认了通过 800 nm 脉冲 [Xue 等人，Phys. Rev. A 97，043409 (2018)] 实现的 $b^4\Sigma^{-}_g$ 与 $a^4\Pi_u$ 态之间的共振耦合，并揭示了转动-振动激发在决定 O$^+$ 碎片动量分布中的重要作用。使用 264 nm 探测脉冲观察到的强 $X^2\Pi_g$ 态贡献也表明了探测脉冲中共振耦合的重要性。亚 cm$^{-1}$ 分辨率还分辨了 $X^2\Pi_g$ 和 $a^4\Pi_u$ 态波包中的自旋轨道分裂。