Interested Article - Многофотонная ионизация

Многофото́нная иониза́ция — процесс ионизации атома , молекулы или иона в поле электромагнитной волны путём поглощения двух и более фотонов . Является частным случаем .

Многофотонная ионизация является частным предельным случаем более общего процесса ионизации в переменном поле (обратным предельным случаем, когда зависимостью внешнего поля от времени можно пренебречь, является).

Физика явления

Необходимым условием наблюдения многофотонной ионизации является выполнение условия $h\nu <eI_{p}$ $h\nu <eI_{p}$ , где $h\nu$ $h\nu$ — энергия фотона ( $\nu$ $\nu$ — частота электромагнитного излучения), $eI_{p}$ $eI_{p}$ — энергия ионизации ( $I_{p}$ $I_p$ — потенциал ионизации ). В то же время полная энергия поглощённых фотонов $Nh\nu$ $Nh\nu$ ( $N$ $N$ — число фотонов, поглощённых в одном элементарном акте) должна быть больше энергии ионизации.

Вероятность ионизации $w$ $w$ зависит от интенсивности излучения $I$ $I$ и связана с ней степенным законом:

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

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

Таким образом, многофотонная ионизация является по отношению к интенсивности излучения. Константа $\alpha _{N}$ $\alpha _{N}$ зависит от вида ионизируемого атома, а также от частоты и поляризации (для несферических молекул) излучения. Для зависимости $\alpha _{N}(\omega)$ $\alpha _{N}(\omega)$ характерно наличие резонансов , связанных с совпадением частоты излучения с одним из переходов в спектре атома или молекулы (в сильном поле необходимо также учитывать эффект Штарка ).

Многофотонная ионизация, вообще говоря, не является пороговым эффектом, то есть в принципе может наблюдаться при сколь угодно малых интенсивностях излучения. На практике, однако, для экспериментального наблюдения эффекта требуются относительно высокие интенсивности, достижимые только с использованием лазеров . Кроме того, многофотонная ионизация может быть получена только в разреженных газах. В плотных газах (при давлении более нескольких торр ) доминирует .

Применение

Процесс многофотонной ионизации лежит в основе метода , для которой характерны высокая степень селективности по частотам и большая эффективность регистрации.