Çift iyonlaşma - Double ionization - Wikipedia

Çift iyonlaşma nötr atomlar veya moleküller üzerine lazer radyasyonu uygulandığında çift yüklü iyonların oluşması sürecidir. Çift iyonlaşma genellikle daha az olasıdır tek elektronlu iyonlaşma. İki tür çift iyonizasyon ayırt edilir: sıralı ve sıralı olmayan.

Sıralı çift iyonlaşma

Ardışık çift iyonizasyon, iki tek elektron iyonlaşma olayından oluşan çift yüklü iyonların oluşum sürecidir: ilk elektron nötr bir atom / molekülden çıkarılır (tek bir yüklü iyon içinde Zemin durumu veya bir heyecanlı durum ) ardından ikinci elektronun iyondan ayrılması.^[1]

Sıralı olmayan çift iyonizasyon

Sıralı olmayan çift iyonizasyon, mekanizması sıralı olandan (herhangi bir ayrıntıda) farklı olan bir süreçtir. Örneğin, her iki elektron sistemden aynı anda ayrılır (alkali toprak atomlarında olduğu gibi, aşağıya bakınız), ikinci elektronun serbest bırakılmasına birinci elektron yardımcı olur (asil gaz atomlarında olduğu gibi, aşağıya bakınız), vb.

Sıralı olmayan çift iyonlaşma fenomeni, Suran ve Zapesochny tarafından deneysel olarak keşfedilmiştir. alkali toprak atomları 1975 kadar erken.^[2]Kapsamlı çalışmalara rağmen, alkali toprak atomlarındaki çift iyonlaşmanın detayları bilinmemektedir. Bu durumda çift iyonlaşmanın, her iki elektronun spektrumundan geçişleri ile gerçekleştiği varsayılmaktadır. otomatik iyonlaştırma birinci ve ikinci arasında bulunan atomik durumlar iyonlaşma potansiyelleri.^{[3][4][5][6][7][8]}

Sıralı olmayan çift iyonlaşma alkali toprak atomları

İçin soygazlar atomlar, sıralı olmayan çift iyonlaşma ilk olarak L'Huillier.^[9][10] Bu fenomen yeniden keşfedildikten sonra hızla arttı^[11][12]kızılötesi alanlarda ve daha yüksek yoğunluklar için. Çoklu iyonlaşma da gözlemlenmiştir.^[13][14] Soy gaz atomlarındaki ardışık olmayan çift iyonizasyon mekanizması, alkali toprak atomlarındakinden farklıdır. Kızılötesi lazer alanlarındaki soy gaz atomları için, tek elektronlu iyonlaşmayı takiben, serbest kalan elektron ana iyonla yeniden çarpışabilir.^[15][16]Bu elektron bir "atomik anten" görevi görür,^[16] iyonizasyon ve yeniden çarpışma arasında lazer alanından enerjinin emilmesi ve ana iyona bırakılması. Şeffaf iyon üzerindeki elastik olmayan saçılma, daha fazla çarpışma uyarımı ve / oryonizasyonuna neden olur. Bu mekanizma, sıralı olmayan çift iyonizasyonun üç aşamalı modeli olarak bilinir ve bu da üç aşamalı model ile yakından ilgilidir. yüksek harmonik üretim.

Üç adımlı modeldeki çift iyonizasyon dinamikleri büyük ölçüde lazer alanı yoğunluğuna bağlıdır. Maksimum enerji (içinde atom birimleri ) lazer alanından geri dönen elektron tarafından kazanılan ${ displaystyle sim 3.2U_ {p}}$,^[15] nerede${ displaystyle U_ {p} = { frac {F ^ {2}} {4 omega ^ {2}}}}$ ... düşünceli enerji, ${ displaystyle F}$ lazer alan gücü ve ${ displaystyle omega}$ lazer frekansıdır. Ne zaman ${ displaystyle 3.2U_ {p}}$ çok aşağıda iyonlaşma potansiyeli ${ displaystyle I_ {p}}$ deneyler, bağlantılı iyonlaşma gözlemledi.^{[13][14][17][18][19]} Yükseklerin aksine${ displaystyle U_ {p}}$ rejim (${ displaystyle 3.2U_ {p}> I_ {p}}$)^{[20][21][22][23]}düşük${ displaystyle U_ {p}}$ rejim (${ displaystyle 3.2U_ {p}$) çarpışma sırasında lazer alanının yardımı hayati önem taşımaktadır.

Klasik ve kuantum analizi^[24][25][26]düşük${ displaystyle U_ {p}}$ yeniden çarpışmadan sonra aşağıdaki iki elektron fırlatma yolunu gösterir: Birincisi, iki elektron, sürüş lazer alanının çeyrek döngüsüne kıyasla çok az bir zaman gecikmesi ile serbest bırakılabilir. İkincisi, ilk elektronun fırlatılması ile ikinci elektronun fırlatılması arasındaki zaman gecikmesi, sürücü alanın çeyrek döngüsünün mertebesindedir. Bu iki durumda, elektronlar ilişkili spektrumun farklı kadranlarında görünür. Yeniden çarpışmayı takiben, elektronlar hemen hemen aynı anda dışarı atılırsa, paralel momentaları eşit işaretlere sahiptir ve her iki elektron, aynı doğrultuda lazer alanı tarafından dedektöre doğru yönlendirilir.^[27]. Yeniden çarpışmadan sonra, elektronlar önemli bir gecikmeyle (çeyrek döngü veya daha fazla) dışarı atılırsa, ters yönlere gitmeye başlarlar. Bu iki dinamik türü, belirgin şekilde farklı ilişkili spektrumlar üretir (deneysel sonuçları karşılaştırın ^{[13][14][17][18][19]}ile.^[22][23]

Ayrıca bakınız

• Lazer makalelerinin listesi
• Doğrusal olmayan optik
• Fotoiyonizasyon
• İyonlaşma
• Yüksek harmonik üretim
• Eşiğin üstünde iyonlaşma

 Fizik portalı
 Bilim portalı

Referanslar