Többfoton ionizáció

A többfoton ionizáció egy atom , molekula vagy ion ionizációs folyamata egy elektromágneses hullám mezőjében két vagy több foton abszorpciójával . Ez a többfoton abszorpció speciális esete .

A többfoton ionizáció egy speciális korlátozó esete egy általánosabb ionizációs folyamatnak egy váltakozó térben (a fordított korlátozó eset, ahol a külső tér időfüggése elhanyagolható, az alagút ionizáció ).

A jelenség fizikája

A többfoton ionizáció megfigyelésének szükséges feltétele a feltétel teljesülése , ahol a foton energia ( az elektromágneses sugárzás frekvenciája ), az ionizációs energia ( az ionizációs potenciál ). Ugyanakkor az elnyelt fotonok összenergiájának ( az egy elemi esemény során elnyelt fotonok száma) nagyobbnak kell lennie, mint az ionizációs energia. $h\nu <eI_{p}$ $h\nu$ $\nu$ $eI_{p}$ $I_p$ $Nh\nu$ $N$

Az ionizációs valószínűség a sugárzás intenzitásától függ, és ehhez kapcsolódik egy teljesítménytörvény: $w$ $én$

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

Így a többfoton ionizáció a sugárzás intenzitását tekintve nem lineáris folyamat . Az állandó az ionizált atom típusától, valamint a sugárzás frekvenciájától és polarizációjától (nem gömb alakú molekulák esetén) függ. A függőséget a rezonanciák jelenléte jellemzi, amelyek a sugárzási frekvencia és az atom vagy molekula spektrumában bekövetkező egyik átmenet egybeeséséhez kapcsolódnak (erős térben a Stark-effektust is figyelembe kell venni ). $\alpha _{N}$ $\alpha _{N}(\omega )$

A többfoton ionizáció általánosságban véve nem küszöbhatás, vagyis elvileg tetszőlegesen alacsony sugárzási intenzitás mellett is megfigyelhető. A gyakorlatban azonban a hatás kísérleti megfigyelése viszonylag nagy intenzitást igényel, amely csak lézerek használatával érhető el . Ráadásul többfoton ionizáció csak ritka gázokban érhető el. A sűrű gázokban (néhány torrnál nagyobb nyomáson ) a lavinaionizáció dominál .

Alkalmazás

A többfoton ionizációs folyamat a többfoton rezonancia spektroszkópia módszerének hátterében áll , amelyet nagyfokú frekvenciaszelektivitás és nagy detektálási hatékonyság jellemez.

Irodalom

H. B. Delaunay . Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Magnetoplazma - Poynting tétele. - S. 165. - 672 p. - 48.000 példány. — ISBN 5-85270-019-3 .