Multifoton ionisering

Multifotonionisering er processen med ionisering af et atom , molekyle eller ion i feltet af en elektromagnetisk bølge ved absorption af to eller flere fotoner . Det er et særligt tilfælde af multifotonabsorption .

Multifotonionisering er et særligt begrænsende tilfælde af en mere generel ioniseringsproces i et vekselfelt (det omvendte begrænsende tilfælde, hvor tidsafhængigheden af det eksterne felt kan negligeres, er tunnelionisering ).

Fænomenets fysik

En nødvendig betingelse for at observere multifotonionisering er opfyldelsen af betingelsen , hvor er fotonenergien ( er frekvensen af elektromagnetisk stråling), er ioniseringsenergien ( er ioniseringspotentialet ). Samtidig skal den samlede energi af absorberede fotoner ( er antallet af fotoner absorberet i en elementær begivenhed) være større end ioniseringsenergien. $h\nu <eI_{p}$ $h\nu$ $\nu$ $eI_{p}$ $I_p$ $Nh\nu$ $N$

Ioniseringssandsynligheden afhænger af strålingsintensiteten og er relateret til den af en kraftlov: $w$ $jeg$

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

Multifotonionisering er således en ikke-lineær proces med hensyn til strålingsintensiteten. Konstanten afhænger af typen af det ioniserede atom, samt af frekvensen og polariseringen (for ikke-sfæriske molekyler) af strålingen. Afhængigheden er karakteriseret ved tilstedeværelsen af resonanser forbundet med sammenfaldet af strålingsfrekvensen med en af overgangene i et atoms eller molekyles spektrum (i et stærkt felt skal Stark-effekten også tages i betragtning ). $\alpha _{N}$ $\alpha _{N}(\omega )$

Multifotonionisering er generelt ikke en tærskeleffekt, det vil sige, at den i princippet kan observeres ved vilkårligt lave strålingsintensiteter. I praksis kræver den eksperimentelle observation af effekten imidlertid relativt høje intensiteter, som kun kan opnås ved brug af lasere . Ydermere kan multifotonionisering kun opnås i sjældne gasser. I tætte gasser (ved tryk større end nogle få torrs ) dominerer lavineionisering .

Ansøgning

Processen med multifotonionisering ligger til grund for metoden til multifotonresonansspektroskopi , som er karakteriseret ved en høj grad af frekvensselektivitet og høj detektionseffektivitet.

Litteratur

H. B. Delaunay . Fysisk encyklopædi : [i 5 bind] / Kap. udg. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Magnetoplasmic - Poyntings teorem. - S. 165. - 672 s. - 48.000 eksemplarer. — ISBN 5-85270-019-3 .