閾値を超えるイオン化

原子物理学、分子物理学、光学物理学において、閾値超電離（ATI）は、エネルギー的に必要な数よりも多くの光子で原子が電離される多光子効果である。^{[1]これは1979年に}ピエール・アゴスティーニとその同僚によってキセノンガスで初めて観察された。^[2]

光電子

ATIの場合、光電子ピークは

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

ここで整数nは吸収される光子の最小数を表し、整数sは吸収される追加光子の数を表す。W はイオン化エネルギーであり、吸収される追加光子s個に対応するピークの電子運動エネルギーである。^[3] $E_{s}$

構造

通常、システムをイオン化する光子の最小数で強い最大値を示し、光子エネルギーによって分離された連続したピーク（ATIピークと呼ばれる）が、吸収される光子の数の増加に対応します。^[1]^[4]

非摂動領域では、束縛状態は電場によって覆われ、イオン化エネルギーがシフトする。電場のポンデロモーティブエネルギーが光子エネルギーよりも大きい場合、最初のピークは消える。^[3] $\omega$

超短パルスの特徴

高強度超短パルスレーザーは、20以上のピークを持つATI特徴を作り出すことができます。^[5]実際の光源にはエネルギーの広がりがあるため、電子エネルギーの光電子スペクトルは連続的です。

参考文献

^ ab Parker, Jonathan; Clark, Charles W. (1996年2月1日). 「閾値以上のイオン化と高調波発生の平面波最終状態理論の研究」Journal of the Optical Society of America B . 13 (2): 371. Bibcode :1996JOSAB..13..371P. doi :10.1364/JOSAB.13.000371.
^ Bashkansky, M.; Bucksbaum, P.; Schumacher, D. (1988年6月13日). 「閾値以上のイオン化における非対称性」. Physical Review Letters . 60 (24): 2458–2461. Bibcode :1988PhRvL..60.2458B. doi :10.1103/PhysRevLett.60.2458. PMID 10038359.
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^ ab Gordon WF Drake編 (2006)。Springerハンドブック原子・分子・光物理学（更新・拡張版）。ニューヨーク：Springer Science+Business Media。ISBN 0-387-20802-X。
^ Cormier, E; Lambropoulos, P (1996 年 5 月 14 日). 「閾値以上のイオン化の非摂動的な時間依存計算における最適ゲージとゲージ不変性」. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics . 29 (9): 1667–1680. Bibcode :1996JPhB...29.1667C. doi :10.1088/0953-4075/29/9/013. S2CID 250907316.
^ Cormier, E; Lambropoulos, P (1997 年 1 月 14 日). 「B スプライン関数を使用した水素の閾値を超えるイオン化スペクトル」. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics . 30 (1): 77–91. Bibcode :1997JPhB...30...77C. doi :10.1088/0953-4075/30/1/010. S2CID 250843543.

外部リンク

閾値を超えるイオン化光電子スペクトル

[parker-1] Parker, Jonathan; Clark, Charles W. (1996年2月1日). 「閾値以上のイオン化と高調波発生の平面波最終状態理論の研究」Journal of the Optical Society of America B . 13 (2): 371. Bibcode :1996JOSAB..13..371P. doi :10.1364/JOSAB.13.000371.

[2] Bashkansky, M.; Bucksbaum, P.; Schumacher, D. (1988年6月13日). 「閾値以上のイオン化における非対称性」. Physical Review Letters . 60 (24): 2458–2461. Bibcode :1988PhRvL..60.2458B. doi :10.1103/PhysRevLett.60.2458. PMID 10038359.
Agostini, P.; Fabre, F.; Mainfray, G.; Petite, G.; Rahman, N. (1979 年 4 月 23 日)。「キセノン原子の 6 光子イオン化に伴う自由-自由遷移」。Physical Review Letters。42 ( 17 ) : 1127–1130。Bibcode :1979PhRvL..42.1127A。doi : 10.1103/PhysRevLett.42.1127。発見に関する元の記事

[3] Agostini, P.; Fabre, F.; Mainfray, G.; Petite, G.; Rahman, N. (1979 年 4 月 23 日)。「キセノン原子の 6 光子イオン化に伴う自由-自由遷移」。Physical Review Letters。42 ( 17 ) : 1127–1130。Bibcode :1979PhRvL..42.1127A。doi : 10.1103/PhysRevLett.42.1127。発見に関する元の記事

[Drake-3] Gordon WF Drake編 (2006)。Springerハンドブック原子・分子・光物理学（更新・拡張版）。ニューヨーク：Springer Science+Business Media。ISBN 0-387-20802-X。

[4] Cormier, E; Lambropoulos, P (1996 年 5 月 14 日). 「閾値以上のイオン化の非摂動的な時間依存計算における最適ゲージとゲージ不変性」. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics . 29 (9): 1667–1680. Bibcode :1996JPhB...29.1667C. doi :10.1088/0953-4075/29/9/013. S2CID 250907316.

[CormierEtAl-5] Cormier, E; Lambropoulos, P (1997 年 1 月 14 日). 「B スプライン関数を使用した水素の閾値を超えるイオン化スペクトル」. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics . 30 (1): 77–91. Bibcode :1997JPhB...30...77C. doi :10.1088/0953-4075/30/1/010. S2CID 250843543.