이중 이온화

이중 이온화는 레이저 방사선이 중성 원자나 분자에 작용했을 때 이중으로 충전된 이온이 형성되는 과정이다.이중 이온화는 보통 단일 전자 이온화보다 가능성이 적다.이중 이온화의 두 가지 유형은 순차적 및 비순차적이다.

순차 이중 이온화

순차 이중 이온화는 1차 전자가 중성 원자/분자(지상 상태 또는 흥분 상태에서의 단독 충전 이온 발생)에서 제거된 후 2차 전자를 이온에서 분리하는 두 개의 단일 전자가 이온화 이벤트로 구성된 이중 충전 이온의 형성 과정이다.^[1]

비순차 이중 이온화

비순차 이중 이온화는 메커니즘이 순차적 메커니즘과 (세부적으로) 다른 과정을 말한다.예를 들어, 두 전자는 동시에 시스템을 떠난다(알칼리성 지구 원자에서, 아래를 참조), 두 번째 전자의 해방은 첫 번째 전자(고귀한 가스 원자에서, 아래를 참조)의 도움을 받는다.

비순차적 이중 이온화 현상은 수란과 자페쇼니에 의해 알칼리성 대지 원자에 대한 실험적으로 1975년 초에 발견되었다.^[2]광범위한 연구에도 불구하고, 알칼리성 지구 원자의 이중 이온화의 세부 사항은 알려지지 않고 있다.이 경우 이중 이온화는 1차 이온화 전위와 2차 이온화 전위 사이에 위치한 원자 상태의 자동 이온화 스펙트럼을 통해 양쪽 전자의 전환에 의해 실현된다고 가정한다.^{[3][4] [5] [6] [7] [8]}

고귀한 가스 원자의 경우, 비순차 이중 이온화가 L'Huillier에 의해 처음 관찰되었다.^[9][10]이 현상에 대한 관심은 적외선 영역과 더 높은 강도에 대해 재발견된^[11][12] 후 급속도로 증가했다.다중 이온화도 관찰되었다.^[13][14]고귀한 가스 원자의 비순차 이중 이온화 메커니즘은 알칼리성 지구 원자에서의 메커니즘과 다르다.적외선 레이저장에 있는 고귀한 가스 원자의 경우, 일렉트로닉 이온화에 따라 해방된 전자가 모이온으로 다시 공출할 수 있다.^[15][16]이 전자는 "원자 안테나"^[16] 역할을 하며, 이온화와 재결합 사이의 레이저장으로부터 에너지를 흡수하여 모이온에 축적한다.모체 이온에 비탄성 산란은 추가적인 충돌 흥분 및/또는 이온화를 초래한다.이 메커니즘은 비순차 이중 이온화의 3단계 모델로 알려져 있는데, 고화질 생성의 3단계 모델과도 밀접한 관계가 있다.

3단계 모델 내에서 이중 이온화의 역학은 레이저장 강도에 따라 크게 달라진다.레이저장에서 반사 전자가 획득한 최대 에너지(원자 단위)는 $~{\displaystyle }$ ${\displaystyle 3.2}$ ${\displaystyle U_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\$이다.${\displaystyle {U\_}_{}}$${p$^[15] 여기서 U $p{\displaystyle {}_{}}$= F ${\displaystyle 2\frac{{}^{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{4\mathrm{}}^{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{}^{}}{}}$ 2 ${\$}}:00$}}}}$는 중첩 에너지, $F{\displaystyle }$ ${\displaystyle F}$는 레이저장 강도, $\Omega {\displaystyle }$ ${\displaystylegue }$은 레이저$$ 주파수.$3{\displaystyle \mathrm{.}}$2 ${\displaystyle U_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\$ 3$.2에도$$U_{p}}$는 이온화 전위 $I{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle p_{}}$ ${\$ 실험에서$$ 상관관계가 있는 이온화가 관찰되었다.^{[13][14][17][18][19]}하이 ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle p_{}}$ ${\$ 정권$$(3 > ${\$ 3$.2)과$는 반대로,${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle U_{}}$ p ${\displaystyle$ $U_{p}}$ 체제의$$ $U_{p$}{p$}$^{[20][21][22][23]}) ( p< ${\$$.2$)$U_{p}<I_{p$ )은(는) 리콜레이션 중에 레이저 필드의 보조가 필수적이다.

저 ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle p_{}}$ ${\$ 체제의$$ 고전적 및 양자 분석은^[24][25][26] 재귀 후 다음과 같은 두 가지 전자 방출 방법을 보여준다.첫째, 두 전자는 주행 레이저장의 1/4 사이클에 비해 거의 시간 지연 없이 자유롭게 할 수 있다.둘째, 첫 번째 전자와 두 번째 전자 사이의 시간 지연은 운전장의 1/4 사이클 순서에 따른다.이 두 경우에서 전자는 상관된 스펙트럼의 서로 다른 사분면에 나타난다.만약 recollision 현재 recollision 후에, 전자가 상당한 지연(quarter-cycle 이상)과 튀어 나온다, 전자들이 거의 동시에, 그들의 병렬 momenta 같은 증세가 있고, 둘 다 전자 레이저 분야로 탐지[27]에 대한 같은 방향으로 움직인다. 튀어 나온다, 그들은 oppos에 있는 것으로 끝난다.ite방향.이 두 가지 유형의 역학에서는 서로 다른 상관 관계가 있는 스펙트럼이 생성된다(실험 결과를 ^[22][23]와 비교).

참고 항목

• 레이저 용품 목록
• 비선형광학
• 광이온화
• 이온화
• 고 고조파 발생
• 임계값 이온화 이상

물리포털
사이언스 포털

참조