Multifotonjonisering

Multifotonjonisering är processen för jonisering av en atom , molekyl eller jon i fältet av en elektromagnetisk våg genom absorption av två eller flera fotoner . Det är ett specialfall av multifotonabsorption .

Multifotonjonisering är ett särskilt begränsande fall av en mer allmän joniseringsprocess i ett växelfält (det omvända begränsande fallet, där tidsberoendet för det externa fältet kan försummas, är tunneljonisering ).

Fenomenets fysik

Ett nödvändigt villkor för att observera multifotonjonisering är uppfyllandet av villkoret , där är fotonenergin ( är frekvensen av elektromagnetisk strålning), är joniseringsenergin ( är joniseringspotentialen ). Samtidigt måste den totala energin för absorberade fotoner ( är antalet fotoner som absorberas i en elementär händelse) vara större än joniseringsenergin. $h\nu <eI_{p}$ $h\nu$ $\nu$ $eI_{p}$ $I_p$ $Nh\nu$ $N$

Sannolikheten för jonisering beror på strålningsintensiteten och är relaterad till den genom en kraftlag: $w$ $jag$

w=\alpha _{N}I^{N}

Multifotonjonisering är således en icke-linjär process med avseende på strålningsintensiteten. Konstanten beror på typen av den joniserade atomen, såväl som på frekvensen och polariseringen (för icke-sfäriska molekyler) av strålningen. Beroendet kännetecknas av närvaron av resonanser förknippade med sammanträffandet av strålningsfrekvensen med en av övergångarna i en atoms eller molekyls spektrum (i ett starkt fält måste Stark-effekten också beaktas ). $\alpha _{N}$ $\alpha _{N}(\omega )$

Multifotonjonisering är generellt sett ingen tröskeleffekt, det vill säga i princip kan den observeras vid godtyckligt låga strålningsintensiteter. I praktiken kräver dock den experimentella observationen av effekten relativt höga intensiteter, som endast kan uppnås med användning av laser . Dessutom kan multifotonjonisering endast erhållas i förtärnade gaser. I täta gaser (vid tryck större än några torrs ) dominerar lavinjoniseringen .

Applikation

Processen för multifotonjonisering ligger till grund för metoden för multifotonresonansspektroskopi , som kännetecknas av en hög grad av frekvensselektivitet och hög detektionseffektivitet.

Litteratur

H. B. Delaunay . Fysisk uppslagsverk : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Magnetoplasmic - Poyntings teorem. - S. 165. - 672 sid. - 48 000 exemplar. — ISBN 5-85270-019-3 .