Ionización por encima del umbral

Ionización por más fotones de los necesarios

Espectro de fotoelectrones integrado en ángulo resultante de la interacción de un láser con un átomo de hidrógeno. El eje x marca las energías cinéticas de los electrones en eV , mientras que el eje y es la probabilidad diferencial. Los tres primeros picos de ionización por encima del umbral son visibles en la imagen. ${\displaystyle E_{k}}$

En física atómica, molecular y óptica , la ionización por encima del umbral ( ATI ) es un efecto multifotón en el que un átomo se ioniza con más fotones que el número energéticamente requerido . ^[1] Fue observado por primera vez en 1979 por Pierre Agostini y sus colegas en gas xenón . ^[2]

Fotoelectrones

En el caso de ATI los picos de fotoelectrones deberían aparecer en

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

donde el entero n representa el número mínimo de fotones absorbidos, y el entero s representa el número de fotones adicionales absorbidos. W es la energía de ionización , y es la energía cinética electrónica del pico correspondiente a s fotones adicionales que se absorben. ^[3] ${\displaystyle E_{s}}$

Estructura

Generalmente tiene un máximo fuerte en el número mínimo de fotones para ionizar el sistema, con picos sucesivos (conocidos como picos ATI) separados por la energía del fotón y, por lo tanto, correspondientes a un mayor número de fotones absorbidos. ^{[1] [4]}

En el régimen no perturbativo los estados ligados se reviste con el campo eléctrico, desplazando la energía de ionización. Si la energía ponderomotriz del campo es mayor que la energía del fotón , entonces el primer pico desaparece. ^[3] ${\displaystyle \omega }$

Características de los pulsos ultracortos

Los láseres de pulsos ultracortos de alta intensidad pueden crear características ATI con 20 o más picos. ^[5] El espectro fotoelectrónico de energías electrónicas es continuo ya que las fuentes de luz reales contienen una variedad de energías.

Referencias

1. Parker, Jonathan; Clark, Charles W. (1 de febrero de 1996). "Estudio de una teoría de estado final de onda plana de ionización por encima del umbral y generación de armónicos". 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. (13 de junio de 1988). "Asimetrías en la ionización por encima del umbral". 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. (23 de abril de 1979). "Transiciones libre-libre tras la ionización de seis fotones de átomos de xenón". Physical Review Letters . 42 (17): 1127–1130. Bibcode :1979PhRvL..42.1127A. doi : 10.1103/PhysRevLett.42.1127 .El artículo original sobre el descubrimiento.
3. Gordon WF Drake, ed. (2006). Springer handbook of atomic, molecular, and optical physics (edición actualizada y ampliada). Nueva York: Springer Science+Business Media. ISBN 0-387-20802-X.
4. Cormier, E; Lambropoulos, P (14 de mayo de 1996). "Invariancia de calibre y calibre óptimos en el cálculo no perturbativo dependiente del tiempo de la ionización por encima del umbral". 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.
5. Cormier, E; Lambropoulos, P (14 de enero de 1997). "Espectro de ionización por encima del umbral del hidrógeno utilizando funciones B-spline". 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.

Enlaces externos

• Espectros de fotoelectrones de ionización por encima del umbral