Многофотонное сечение

Принципиальным отличием расчетов многофотонных сечений прямого процесса сложных атомов от аналогичного расчета для атома водорода является необходимость в конструировании приближенного выражения для потенциала атомного остова (или для волновой функции валентных электронов). [c.34]

Ранее постановка эксперимента обсуждалась в книге [ЗЛ]. Методике измерений многофотонных сечений прямого процесса ионизации атомов посвящен обзор [3.2 . [c.59]

Статистический фактор принимался во внимание в большом числе работ, посвященных измерению многофотонных сечений процесса ионизации различных атомов и проведенных, используя многочастотное излучение (см. ниже, гл. V). [c.60]

В соответствии с соотношениями (3.3) и (3.8) многофотонное сечение описывается выражением [c.67]

Отметим, что многофотонное сечение является очень важной характеристикой многофотонного процесса, так как именно эту величину можно получить путем различных расчетов (см. гл. V). Для измерения многофотонного сечения надо измерить следующие величины [c.67]

Точность измерений многофотонных сечений невелика по сравнению с точностью измерений однофотонных сечений. Типичная величина ошибки измерений для процессов с К = 5-10 лежит в диапазоне от 100% до 1000% (сводка данных об измеренных величинах многофотонных сечений приведена в обзоре [3.2]). Одпако, как уже говорилось выше, это пе очепь плохие результаты, принимая во внимание резкую зависимость вероятности ионизации от интенсивности излучения. [c.67]

В случае прямого процесса многофотонной ионизации частота излучения является свободным параметром. Поэтому основная задача исследований состоит не в табулировании многофотонных сечений (как в случае многофотонного возбуждения), а в развитии оптимальных методов теоретического описания этого процесса и их проверки путем экспериментального измерения вероятности или многофотонного сечения для фиксированных частных реализаций основных параметров, характеризующих ионизуемый атом и излучение. [c.112]

Величинами, которые необходимо рассчитать теоретически и измерить экспериментально, являются зависимость многофотонного сечения от частоты и поляризации излучения, и угловое распределение образованных электронов. [c.112]

Измеряемой величиной является полная вероятность ионизации W за время лазерного импульса т. Многофотонное сечение определяется из [c.113]

В заключение напомним, что, как очевидно из соотношений (3 Л 0-3.11) для многофотонного сечения, размерность последнего зависит от степени нелинейности процесса, т.е. от величины К поглощенных фотонов [c.114]

Поэтому использовать многофотонные сечения для сопоставления различных процессов можно лишь в случае одной степе ни нелинейности К. Если величины К различны, то сопоставлять надо вероятность ионизации в единицу времени при фиксированной интенсивности излучения. [c.114]

Пиже мы обсудим специфические вопросы методики для атомов той или иной группы. Наша цель состоит также в получении достаточно простых аналитических выражений для многофотонных сечений ионизации произвольных атомов при произвольных параметрах излучения. Такие выражения приводятся в следующих разделах. [c.114]

Отметим, что многофотонные сечения на рис. 5.1 и 5.2 приведены в размерности, отличной от стандартной, следуюгцей из соотношений (ЗЛО), (ЗЛ1). [c.117]

Как видно из рис. 5.3, а также из других зависимостей многофотонных сечений от длины волны излучения, если не рассматривать узкие области вблизи резонансов, то сечение многофотонной ионизации относительно слабо изменяется в диапазоне частот, когда реализуется ионизация минимально энергетически возможным (пороговым) числом фотонов (на рис. 5.3 эта небольшая область справа от резонансов слева от резонансов закон сохранения энергии допускает, наряду с двухфотонной, и однофотонную ионизацию). [c.118]

Поляризационная зависимость многофотонных сечений. [c.120]

Здесь мы обратимся к отношению многофотонных сечений ионизации циркулярно и линейно поляризованным полями одинаковой интенсивности и частоты. В случае циркулярной поляризации и начального основного состояния атома водорода в соответствии с правилами отбора по угловому моменту поглощение каждого фотона сопровождается увеличением орбитального квантового числа на единицу. Таким образом, конечное состояние непрерывного спектра имеет фиксированный угловой момент, а промежуточные состояния в составном многофотонном матричном элементе отличаются только главными квантовыми числами. Например, после поглощения первого фотона атом водорода может из 15-состояния перейти в 2р-, Зр- и т.д. состояния. [c.120]

Ниже (разд. 5.3 и 5.4) мы увидим, что особенности поляризационных зависимостей многофотонных сечений, найденные для атома водорода, проявляются также и для ряда многоэлектронных атомов. [c.122]

Расчет многофотонных сечений в рамках теории возмущений. Принципиальным отличием расчетов много фотонных сечений прямого процесса ионизации щелочных атомов от расчетов для атома водорода является необходимость в конструировании приближенного выражения для потенциала атомного остова (или для волновой функции валентного электрона). При этом необходимо удовлетворить двум противоречивым требованиям — приближенное выражение должно быть достаточно простым и в то же время достаточно точно описывать состояние валентного электрона. [c.126]

Следует, однако, отметить, что подавляющее большинство экспериментальных данных о многофотонных сечениях прямого процесса ионизации щелочных атомов было получено на начальной стадии исследований, когда точности измерений параметров, определяющих сечение, были невысоки. Если использовать современную технику эксперимента, то можно резко повысить точность, и тогда сопоставление расчетов с экспериментальными данными сможет дать ответ на вопрос об оптимальном методе расчета. [c.129]

Надо иметь в виду, что все изложенное выше относительно угловых распределений справедливо лишь при не очень большой напряженности поля. Если же напряженность поля излучения достаточно велика, то коэффициенты Ai в (5.8) становятся зависящими от этой напряженности. Этот эффект был обнаружен экспериментально в работе [5.52] на примере 4-фотонного прямого процесса ионизации атома цезия. Зависимость углового распределения от интенсивности излучения обусловлена изменением энергий связанных атомных состояний из-за динамического эффекта Штарка. Такие сдвиги изменяют вероятность ионизации из-за изменения резонансных расстроек с промежуточными связанными состояниями. Однако эти изменения трудно зарегистрировать из-за большой неточности, возникающей при измерении абсолютных величин многофотонных сечений. [c.132]

Итак, в настоящее время существуют методы теоретического описания основных закономерностей прямого процесса многофотонной ионизации щелочных атомов, которые с удовлетворительной точностью согласуются с данными экспериментов. Для щелочных атомов применимо одноэлектронное приближение потенциал атомного остова существенно отличается от кулоновского и моделируется приближенными выражениями в сильном внешнем поле проявляется изменение спектра связанных состояний из-за динамического эффекта Штарка. Для оценки абсолютных величин многофотонных сечений прямого процесса ионизации по порядку величины может быть использована приближенная аналитическая формула (2.22), в основе которой лежат расчеты, выполненные в рамках квазиклассического приближения. [c.132]

Экспериментальные данные о многофотонных сечениях процесса ио низации атомарных ионов приведены лишь в одной работе [8.49] для случая ионизации атомов благородных газов. Помимо больших ошибок экспери мента, эти данные в принципе являются лишь приближенными, так как в процедуре вычисления использовались два упрощающих предположения 1) все процессы ионизации являются прямыми пороговыми процессами, идущими из основного состояния иона 2) все степени нелинейности соот ветствуют таким переходам. Расчет сечений, измеренных таким образом в этой работе по приближенной квазиклассической формуле (см. разд. 2.2), хорошо описывающей ионизации атомов и ионов, дает величины сечений, согласующиеся с экспериментом в пределах порядка величины. Отметим, что такая, на первый взгляд, малая точность в величинах многофотонных сечений обуславливает достаточно высокую точность в величине пороговой [c.224]

Ряс. 1, Зависимость сечения многофотонной ионизации а от частоты излучения ш сплошная линия — для линейно поляризованного излучения, штриховая линия — для циркулярно поляризованного излучения. [c.165]

Одним из типов резонансных взаимодействий излучения и среды являются нелинейные многофотонные процессы. Наибольшим сечением обладает эффект двухфотонного поглощения на колебательно-вращательных переходах молекул. Так, оценка вероятности двухфотонного поглощения излучения С02-лазера в полосе 010 водяного пара имеет вид [15] [c.20]

Эти простые квазиклассические формулы дают правильный порядок величины сечений многофотонной ионизации атома водорода, щелочных атомов и атомов со многими валентными электронами. [c.34]

При расчете сечений многофотонной ионизации атома водорода, как и при рассмотрении других многофотонных процессов, возникает вопрос о калибровке взаимодействия электрона с полем лазерного излучения (калибровка длины rF или калибровка скорости рА/с + А /2с , где А — векторный потенциал электромагнитного поля, а F — его напряженность). В случае атома водорода этот вопрос можно рассмотреть детально. Оказывается [5.9], что вклад в составные матричные элементы от связанных состояний совершенно различен при использовании той или иной калибровки поля. То же касается и вклада отдельно от промежуточных состояний непрерывного спектра. Лишь при использовании всего базиса невозмущенных состояний атома водорода вероятности многофотонных переходов не зависят от выбора калибровки взаимодействия. [c.117]

Она справедлива при Ж > 10 и используется при полу количественной оценке сечений многофотонной ионизации в качестве нижней границы также и для сложных атомов. [c.119]

Для нахождения многофотонного сечения следует усреднить (2.21) по всем ориентациям орбиты и разделить на плотность потока фото нов /8тти. Кроме того, сечение следует усреднить по орбитальным квантовым числам I начального состояния, ввиду вырождения высоко возбужденных квантовых состояний по орбитальному квантовому числу. Это усреднение не имеет принципиального характера, так как в соот ветствип со сказанным выше доминируют сечения ионизации с малыми значениями I. [c.33]

Многофотонное сечение. Многофотонное сечение традиционно играет ту же роль, как и однофотонное сечение — коэффициента, зависящего лишь от параметров и связывающего вероятность нонизацни с интенсивностью излучения [c.67]

Из (3.9) и (ЗЛО) видно, что размерность многофотонного сечения зависит от величины степени многосЬотоииостн К [c.67]

Общие вопросы постановки эксперимента кратко обсуждались выше в гл. III, а применительно к измерению многофотонных сечений прямого процесса ионизации в [5.1-5.2] и наиболее детально в [5.3]. В основе экспериментов по изучению прямого процесса ионизации лежит традиционный метод пересекающихся пучков (лазерного и атомного), вытягивание образованных ионов и (или) электронов из области пересечения пучков, времяпролетный анализ ионов, регистрация ионов и (или) электронов, измерение энергии и углов вылета последних. [c.113]

Расчет многофотонных сечений методом штурмовской функции Грина. Современные методы расчета сечений процесса многофотонной ионизации атома водорода можно пояснить на примере двухфотонной ионизации, так как обобщение на случай К > 2с формальной точки зрения достаточно очевидно двухфотонный матричный элемент перехода заменяется на многофотонный. [c.115]

Расчет многофотонных сечений другими методами. Расчет сечений многофотонной ионизации для поглощения К фотонов в первом неисчезающем порядке теории возмущений можно также провести методом Далгарно-Льюиса, который сводится к решению системы К — 1 неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка (см. [5.4], гл. III). Для значений К от 2 до 8 расчет указанным методом был проведен, в частности в работе [5.8]. Результаты хорошо согласуются с данными из расчетов методом штурмовского разложения функции Грина. [c.117]

Квазиклассическое приближение для многофотоиной ионизации. Помимо численных расчетов многофотонных сечений ионизации, представляют определенный интерес и аналитические приближенные расчеты, основанные на квазиклассическом приближении (см. разд. 2.2, а также книгу [5.1, гл. IV]). [c.118]

Другой метод, используемый для щелочных атомов, это метод модельного потенциала (ММП), являющийся развитием метода псевдопотенциала 3.32]. При расчете многофотонных сечений используется модельный потенциал Саймонса [5.33 [c.127]

Как правило, измерения многофотонных сечений проводились так называемым относительным л-ттодом [5.1, 5.3], связанным с наблюдением насыщения выхода ионов при увеличении интенсивности излучения (т.е. при условии WT 1). Однако, как следует из этих же работ, в условиях, когда насыщен выход однозарядных ионов, образуется уже большое число двухзарядных ионов [5.53]. Сейчас уже хорошо известно, что процесс образования двухзарядных ионов в этих условиях носит каскадный характер (см. гл. VIII), т.е, двухзарядные ионы образуются при отрыве второго электрона от однозарядных ионов, ранее образованных в том же импульсе лазерного излучения, в том числе, и в возбужденных состояниях [5.54]. Тем самым число однозарядных ионов уменьшается, и величина вероятности ионизации и многофотонного сечения ионизации, измеренные в таком эксперименте, оказываются заниженными. Этот фактор лежит в пределах от 10% до 100% (гл. VIII). [c.134]

Отметим, что соотношение (8) записано для монохроматического излучения. Для реального квазимонохроматического излучения в (8) необходимо ввести статистический фактор аналогично тому, как это было сделано в лекции 4 для случая многофотониого возбуждения. В том случае, когда значение многофотоиного сечения определяется из экспериментальных данных по соотноиюниям (12) и (13), измеренную величину необходимо сопоставить с величиной, рассчитанной по соотношению (8) и умноженной на статистический фактор [c.64]

В результате после вычисления квазиклассического значения диполь ного матричного элемента получим следующее выражение для сечения многофотонной ионизации высоковозбужденного состояния с данным глав ным квантовым числом п [2.5] [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...