分子内的电子运动在化学键的形成与断裂过程中扮演着重要的角色。利用超短激光脉冲操控分子解离过程中的电子运动，可以实现分子化学键的定向断裂，进而能够实现对化学反应的控制。随着超快激光技术的发展，科学家发现利用载波包络相位稳定的周期量级飞秒脉冲以及相位可控的双色激光脉冲可以对分子解离过程进行直接控制。近年来，超快激光场中的分子定向解离引起的分子化学键不对称断裂一直是人们研究的热点之一。超快强激光场作用下，分子内的电子与原子核作为一个整体吸收光子能量。作为光与分子相互作用的首要过程，光子能量的吸收与分配，在分子光化学反应过程中起着决定性作用。近几年的理论和实验研究发现，在分子电离解离过程中，电离的电子与解离核之间存在一定的能量关联效应。然而，电子-核能量关联效应在分子定向解离中的影响却一直被忽略。

最近，实验室吴健教授课题组首次开展了相关的实验研究。利用相位精密可控的双色激光脉冲实现H₂分子的定向解离，结合电子-离子三维动量符合测量技术和关联能谱（JES）技术，成功地揭示了电子-核之间的能量分配对分子化学键不对称断裂的影响。利用JES技术，清楚地分辨出H₂分子单电离解离过程中电子与原子核作为整体所吸收的光子数。实验发现，随着分子吸收光子数的增加，高能解离通道逐渐打开，并且，不同解离通道（如: 1w_SH-1w_FW和1w_FW通道, net-2w_FW和1w_SH通道）之间的相对权重随着吸收光子数的变化而发生改变。因此，基于H₂分子定向解离的物理机制，即不同解离通道之间的干涉引起电子局域化，随着分子吸收光子数增加，不同解离通道之间的相对权重的变化引起H₂分子定向解离的不对称性幅度A₀的增大。此研究结果表明，在强激光场中电子与核之间的能量分配对于分子定向解离具有重要影响，相关研究成果发表在期刊Phys. Rev. A.96. 033405 (2017)。

图1.吸收光子数可分辨的H₂分子定向解离