近年来,飞秒强激光与团簇相互作用的研究成为一个热点.气体原子团簇兼有气体和固体的特征,因此团簇与飞秒强激光的相互作用和单个原子或分子与飞秒强激光相互作用完全不同,引起高电荷态、MeV离子和keV电子产生,以及超短X射线辐射等一系列新现象.1999年,Ditmire等人用D<,2>团簇与飞秒强激光脉冲相互作用,实现了"台式"聚变.同时,经由团簇这座连接原子、分子和固体的桥梁,可以获得强激光与物质相互作用的完整图象.该论文通过运用经典粒子动力学模拟方法,研究了飞秒强激光脉冲(10<15>~10<16>W/cm<2>)与正二十面体构型氢原子团簇H<,13>,H<,55>,H<,147>和H<,309>相互作用的库仑爆炸过程,取得了以下几点创新性研究成果:第一,研究结果表明,随着团簇中原子数目的增多,团簇库仑爆炸后所产生的离子的动能相应增大.团簇爆炸后离子的最大动能E<,max>与团簇尺寸的平方成正比.且E<,max>随激光光强I增加而增大,当I增大到一定值I<,s>时,E<,max>将出现饱和.随着团簇尺寸的增大,激光光强饱和值和离子能量将会提高.由于正二十面体的对称壳层结构,离子动能分布具有尖峰结构.第二,通过模拟分析团簇的膨胀过程,指出团簇的膨胀尺度R(t)/R(0)随团簇尺寸的增大而减小,即团簇尺寸愈大,与激光相互作用后膨胀碎解过程愈慢.第三,研究了飞秒强激光与团簇相互作用后的电子动能分布情况.发现由于氢团簇中电子密度太低以及氢离子束缚电子能力较弱,电子不能充分吸收激光能量,因此电子能量较低.鉴于氢原子团簇和氘原子团簇的相似性,以及离子能量在氘团簇激光聚变中的关键重要性,该工作对台式激光聚变研究会有一定的参考价值.