通过微波弹性散射计数多光子电离产生的电子
等离子体物理
2017-10-11 v1
摘要
激光诱导等离子体在等离子体辅助燃烧、燃烧诊断、激光诱导击穿光谱、光探测与测距技术（LIDAR）、微波导引、可重构等离子体天线等领域有诸多应用。多光子电离（MPI）是高能激光-物质相互作用的基本第一步，对理解等离子体形成机制至关重要。自五十多年前发现 MPI 以来，人们多次尝试通过直接实验确定该过程的基本物理常数，即 MPI 的光电离率和截面，然而至今尚无可靠数据，且文献中的数值常相差 2-3 个数量级。这归因于无法对 MPI 产生的等离子体电子数进行绝对测量，从而导致不确定性，有时还造成不同研究者使用的 MPI 截面值之间存在矛盾。本文首次报道了对空气中 MPI 产生的等离子体电子数的绝对测量，并由此精确确定了氧气分子八光子电离的速率和截面：σ₈ = (3.32±0.3)×10⁻¹³⁰ W⁻⁸m¹⁶s⁻¹。该方法基于在瑞利区对等离子体体积中微波的弹性散射来绝对测量 MPI 产生的电子数，并为直接测量和制表各种气体和光子能量下 MPI 过程的基本常数建立了一种通用方法。
引用
@article{arxiv.1710.03361,
title = {Counting the electrons in a multiphoton ionization by elastic scattering of microwaves},
author = {A. Sharma and M. N. Slipchenko and M. N. Shneider and X. Wang and K. A. Rahman and A. Shashurin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03361},
year = {2017}
}