Multifotonová ionizace

Multifotonová ionizace je proces ionizace atomu , molekuly nebo iontu v poli elektromagnetické vlny absorpcí dvou nebo více fotonů . Jde o speciální případ multifotonové absorpce .

Multifotonová ionizace je zvláštním limitujícím případem obecnějšího ionizačního procesu ve střídavém poli (reverzním limitujícím případem, kde lze zanedbat časovou závislost vnějšího pole, je tunelová ionizace ).

Fyzika jevu

Nezbytnou podmínkou pro pozorování multifotonové ionizace je splnění podmínky , kde je energie fotonu ( je frekvence elektromagnetického záření), je ionizační energie ( je ionizační potenciál ). Přitom celková energie pohlcených fotonů ( je počet fotonů pohlcených při jedné elementární události) musí být větší než ionizační energie. $h\nu <eI_{p}$ $h\nu$ $\nu$ $eI_{p}$ $I_p$ $Nh\nu$ $N$

Pravděpodobnost ionizace závisí na intenzitě záření a souvisí s ní mocninným zákonem: $w$ $já$

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

Multifotonová ionizace je tedy nelineární proces s ohledem na intenzitu záření. Konstanta závisí na typu ionizovaného atomu a také na frekvenci a polarizaci (u nekulových molekul) záření. Závislost je charakterizována přítomností rezonancí spojených s koincidenci frekvence záření s jedním z přechodů ve spektru atomu nebo molekuly (v silném poli je třeba vzít v úvahu i Starkův jev ). $\alpha _{N}$ $\alpha _{N}(\omega )$

Multifotonová ionizace obecně není prahovým efektem, to znamená, že ji lze v zásadě pozorovat při libovolně nízkých intenzitách záření. V praxi však experimentální pozorování efektu vyžaduje poměrně vysoké intenzity, dosažitelné pouze s použitím laserů . Navíc lze multifotonovou ionizaci získat pouze ve zředěných plynech. V hustých plynech (při tlacích větších než několik torrů ) dominuje lavinová ionizace .

Aplikace

Proces multifotonové ionizace je základem metody multifotonové rezonanční spektroskopie , která se vyznačuje vysokým stupněm frekvenční selektivity a vysokou účinností detekce.

Literatura

H. B. Delaunay . Fyzická encyklopedie : [v 5 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Magnetoplasmic - Poyntingova věta. - S. 165. - 672 s. - 48 000 výtisků. — ISBN 5-85270-019-3 .