3.2 Stereo-ATI-Spektrometer - Goethe-Universität

Kapitel 2 Theoretische Grundlagen
im Allgemeinen keine kinetische Energie und wird anschließend vom elektrischen
Feld beschleunigt. Da dieser Prozess als quasistatisch angesehen werden kann, berücksichtigt
die sogenannte ADK-Theorie [ADK86], benannt nach M. V. Ammosov,
N. B. Delone sowie V. P. Krainov, bei der Berechnung der Ionisationsrate nicht die
Laserfrequenz ωL. Die Ionisationsrate berechnet sich für linear polarisiertes Licht
wie folgt:
Dabei gilt:
ωADK =
Außerdem ist der Faktor D definiert als:
�
3n∗3E0 πZ 3 �
2
3
E0D −2Z
· · exp
8πZ 3n∗3 �
E0
D =
n ∗ = Z
�
2Ip
� �
3 n∗ 4 · exp(1) · Z
n ∗4 E0
(2.13)
(2.14)
(2.15)
Für γ ≪ 1 wird das Coulombpotential so weit abgesenkt, dass das vorher gebundene
Elektron praktisch in einem freien Zustand vorliegt und somit das Maximum des
abgesenkten Coulombpotentials kleiner ist als die Bindungsenergie. Dabei spricht
man von Over-Barrier-Ionisation, siehe Abbildung 2.1 unten rechts.
Nun soll der Fall γ > 1 untersucht werden. Hier spielt die Multiphotonenabsorption
eine zentrale Rolle. Dabei ist zunächst festzuhalten, dass die Grenze zwischen
Tunnelionisation und Multiphotonenabsorption fließend ist. Im Fall γ > 1 liegen im
Allgemeinen eine hohe Laserfrequenz und nicht zu große Intensität vor. In diesem
Fall kann im Gegensatz zur Tunnelionisation bei hohen Laserintensitäten Störungstheorie
niedrigster Ordnung verwendet werden. Im Prozess der Multiphotonenabsorption
werden vom Atom mehrere Photonen, deren Energie jeweils niedriger als
das Ionisationspotential ist, absorbiert, bis das Atom ionisiert ist. Die Ionisationsrate
berechnet sich durch:
ωn = σnI n
(2.16)
In obiger Gleichung bezeichnen n die Anzahl der absorbierten Photonen, I die Intensität
sowie σn den verallgemeinerten n-Photonen Wirkungsquerschnitt. Dieser
Prozess ist in Abbildung 2.1 oben rechts grafisch dargestellt.
Es kann auch der Fall eintreten, dass einige überschüssige Photonen absorbiert
werden, deren Energie für die Ionisation eigentlich nicht mehr benötigt wird. Man
spricht von Above-Threshold-Ionisation (ATI). Dies wird dadurch legitimiert, dass
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