Надпороговая ионизация

Ионизация большим количеством фотонов, чем требуется.

Интегрированный по углу фотоэлектронный спектр, возникающий в результате взаимодействия лазера с атомом водорода. По оси x отмечены кинетические энергии электронов в эВ , а по оси y — дифференциальная вероятность. На изображении видны первые три надпороговых пика ионизации. ${\displaystyle E_{k}}$

В атомной, молекулярной и оптической физике сверхпороговая ионизация ( ATI ) — это многофотонный эффект, при котором атом ионизируется количеством фотонов , превышающим энергетически необходимое . ^[1] Впервые он был обнаружен в 1979 году Пьером Агостини и его коллегами в газе ксеноне . ^[2]

Фотоэлектроны

В случае ATI фотоэлектронные пики должны появляться при

${\displaystyle E_{s}=(n+s)\hbar \omega -W,}$

где целое число n представляет минимальное количество поглощенных фотонов, а целое число s представляет количество поглощенных дополнительных фотонов. W — энергия ионизации , — кинетическая энергия электронов пика, соответствующего поглощению s дополнительных фотонов. ^[3] ${\displaystyle E_{s}}$

Состав

Обычно он имеет сильный максимум при минимальном количестве фотонов для ионизации системы, с последовательными пиками (известными как пики ATI), разделенными энергией фотонов и, таким образом, соответствующими большему количеству поглощаемых фотонов. ^{[1] [4]}

В непертурбативном режиме связанные состояния одеваются электрическим полем, сдвигая энергию ионизации. Если пондеромоторная энергия поля больше энергии фотона , то первый пик исчезает. ^[3] ${\displaystyle \omega }$

Особенности ультракоротких импульсов

Лазеры с ультракороткими импульсами высокой интенсивности могут создавать характеристики ATI с 20 и более пиками. ^[5] Фотоэлектронный спектр энергий электронов непрерывен, поскольку реальные источники света содержат разброс энергий.

Рекомендации

1. Паркер, Джонатан; Кларк, Чарльз В. (1 февраля 1996 г.). «Исследование плосковолновой теории конечного состояния надпороговой ионизации и генерации гармоник». Журнал Оптического общества Америки Б. 13 (2): 371. Бибкод : 1996JOSAB..13..371P. дои : 10.1364/JOSAB.13.000371.
2. Башканский, М.; Баксбаум, П.; Шумахер, Д. (13 июня 1988 г.). «Асимметрия при надпороговой ионизации». Письма о физических отзывах . 60 (24): 2458–2461. Бибкод : 1988PhRvL..60.2458B. doi :10.1103/PhysRevLett.60.2458. ПМИД  10038359.
   • Агостини, П.; Фабр, Ф.; Мейнфрей, Г.; Петит, Г.; Рахман, Н. (23 апреля 1979 г.). «Свободно-свободные переходы после шестифотонной ионизации атомов ксенона». Письма о физических отзывах . 42 (17): 1127–1130. Бибкод : 1979PhRvL..42.1127A. дои : 10.1103/PhysRevLett.42.1127 .Оригинальная статья об открытии
3. Гордон В. Ф. Дрейк, изд. (2006). Справочник Springer по атомной, молекулярной и оптической физике (обновленное и расширенное изд.). Нью-Йорк: Springer Science + Business Media. ISBN 0-387-20802-Х.
4. Кормье, Э; Ламбропулос, П. (14 мая 1996 г.). «Оптимальная калибровка и калибровочная инвариантность в непертурбативном нестационарном расчете надпороговой ионизации». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 29 (9): 1667–1680. Бибкод : 1996JPhB...29.1667C. дои : 10.1088/0953-4075/29/9/013. S2CID  250907316.
5. Кормье, Э; Ламбропулос, П. (14 января 1997 г.). «Надпороговой спектр ионизации водорода с использованием B-сплайн-функций». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 30 (1): 77–91. Бибкод : 1997JPhB...30...77C. дои : 10.1088/0953-4075/30/1/010. S2CID  250843543.

Внешние ссылки

• Фотоэлектронные спектры выше пороговой ионизации