## 分子場(chǎng)后定向的研究前景

分子場(chǎng)后定向是指利用超短強(qiáng)激光脈沖與分子相互作用，產(chǎn)生非絕熱轉(zhuǎn)動(dòng)激發(fā)，使分子的主軸或偶極矩在激光場(chǎng)消失后仍然保持一定的空間取向。分子場(chǎng)后定向是一種有效的制備空間定向分子的方法，對(duì)于研究分子的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)和光譜等方面有著重要的意義和應(yīng)用。

近年來(lái)，分子場(chǎng)后定向的研究取得了一些進(jìn)展，主要有以下幾個(gè)方面：

- 利用多脈沖激光場(chǎng)或整型激光場(chǎng)提高分子場(chǎng)后定向的程度和持續(xù)時(shí)間。

- 利用高次諧波發(fā)生、強(qiáng)場(chǎng)電離、飛秒光電子角分布等方法檢測(cè)和表征分子場(chǎng)后定向的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

- 利用分子場(chǎng)后定向?qū)崿F(xiàn)對(duì)分子反應(yīng)、解離、電離等過(guò)程的立體選擇性控制。

- 利用分子場(chǎng)后定向?qū)崿F(xiàn)對(duì)大分子和復(fù)雜體系的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的探測(cè)和操控。

目前，分子場(chǎng)后定向的研究仍然面臨著一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題，如如何實(shí)現(xiàn)對(duì)多維度、多自由度、多態(tài)性的分子系統(tǒng)的精確控制和調(diào)節(jié)；如何利用更高能量范圍的激光源實(shí)現(xiàn)對(duì)更大更復(fù)雜的分子系統(tǒng)的定向；如何利用更先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)分子場(chǎng)后定向的高時(shí)空分辨率和高靈敏度的測(cè)量等。這些問(wèn)題需要進(jìn)一步的理論和實(shí)驗(yàn)研究來(lái)解決。

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> - Long-lasting field-free alignment of large molecules inside helium nanodroplets

> - Ionization effects on field-free molecular alignment observed with high-order harmonic generation - ScienceDirect : Field-free molecular orientation of nonadiabatically aligned OCS

> - Measurement of field-free molecular alignment by balanced electro-optic detection

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## 主要研究方向

分子場(chǎng)后定向是一種利用超快激光脈沖控制分子轉(zhuǎn)動(dòng)的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)分子在空間中的定向排列。分子場(chǎng)后定向的已有研究主要包括以下幾個(gè)方面：

- 利用不同形式的激光脈沖，如雙色脈沖、正啁啾脈沖、太赫茲脈沖等，對(duì)分子場(chǎng)后定向進(jìn)行理論模擬和數(shù)值計(jì)算，探索最佳的激光參數(shù)和分子定向度。

- 考慮轉(zhuǎn)動(dòng)溫度對(duì)分子場(chǎng)后定向的影響，發(fā)現(xiàn)分子定向度隨著初始轉(zhuǎn)動(dòng)溫度的升高而有明顯的減小。

- 將分子場(chǎng)后定向與其他物理過(guò)程結(jié)合，如超閾值電離、高次諧波發(fā)生、分子解離等，研究激光場(chǎng)對(duì)分子動(dòng)力學(xué)的影響和控制。

## 關(guān)于分子場(chǎng)后定向的實(shí)驗(yàn)

- 有研究利用飛秒激光脈沖對(duì)CO分子進(jìn)行場(chǎng)后定向，并通過(guò)測(cè)量分子的碎片動(dòng)量分布來(lái)評(píng)價(jià)分子定向度。結(jié)果表明，分子定向度隨著初始轉(zhuǎn)動(dòng)溫度的升高而有明顯的減小。

- 有研究利用兩個(gè)整型激光與強(qiáng)度較低太赫茲激光脈沖相結(jié)合，對(duì)CO分子的場(chǎng)后定向進(jìn)行了理論研究。結(jié)果表明，采用兩個(gè)雙色整型激光脈沖與低強(qiáng)度的太赫茲激光脈沖相結(jié)合，可以獲得最大定向度為0.798的分子場(chǎng)后定向。

- 有研究利用紅外飛秒激光脈沖對(duì)OCS分子進(jìn)行場(chǎng)后定向，并通過(guò)測(cè)量分子的高次諧波發(fā)生來(lái)評(píng)價(jià)分子定向度。結(jié)果表明，分子定向度隨著激光強(qiáng)度和脈沖寬度的增加而增加，且在一定范圍內(nèi)與初始轉(zhuǎn)動(dòng)溫度無(wú)關(guān)。

## 關(guān)于分子場(chǎng)后定向的應(yīng)用

- 分子場(chǎng)后定向可以用于控制分子的化學(xué)反應(yīng)，如選擇性解離、異構(gòu)化、反應(yīng)速率等，從而實(shí)現(xiàn)分子反應(yīng)的定量控制。

- 分子場(chǎng)后定向可以用于控制分子的光學(xué)性質(zhì)，如高次諧波發(fā)生、拉曼散射、光電離等，從而實(shí)現(xiàn)分子光譜的調(diào)制和分辨。

- 分子場(chǎng)后定向可以用于探測(cè)分子的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，如分子軌道、鍵長(zhǎng)、鍵角、轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù)等，從而實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的精確測(cè)量。

- 分子場(chǎng)后定向可以用于基于生物結(jié)構(gòu)的新配體虛擬篩選，在藥物研發(fā)中可用于尋找靶點(diǎn)，識(shí)別和優(yōu)化先導(dǎo)化合物。

- 分子場(chǎng)后定向可以用于計(jì)算蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法來(lái)優(yōu)化分子的結(jié)構(gòu)和功能，從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的自主設(shè)計(jì)。