光致游离

光致游离是光子与原子或分子相互作用形成离子的物理过程。

并非光子与原子或分子之间的所有相互作用都会导致光电离。 光电离概率与物质的光电离横截面有关——概念化为假设横截面积的电离事件的概率。 该横截面取决于光子的能量（与其波数成正比）和所考虑的物质，即它取决于分子物质的结构。 对于分子，可以通过检查基态分子和目标离子之间的 Franck-Condon 因子来估计光电离截面。 这可以通过使用量子化学软件计算分子和相关阳离子（后电离）的振动来初始化，例如 Q化学。 对于低于电离阈值的光子能量，光电离截面接近于零。 但随着脉冲激光器的发展，已经有可能产生极强的相干光，在这种情况下，多光子电离可能会通过一系列激发和弛豫发生。 在更高的强度下（大约 1015 – 1016 W/cm2 的红外或可见光），可观察到势垒抑制电离和再散射电离等非微扰现象。

几个能量低于电离阈值的光子实际上可能结合它们的能量使一个原子电离。 随着所需光子数量的增加，这种可能性会迅速降低，但高强度脉冲激光的发展仍然使之成为可能。 在微扰状态下（在光频率下低于约 1014 W/cm2），吸收 N 个光子的概率取决于激光强度 I 作为 IN 。 对于更高的强度，由于当时发生的 AC Stark 效应，这种依赖性变得无效。

共振增强多光子电离 (REMPI) 是一种应用于原子和小分子光谱学的技术，其中可调谐激光可用于获得激发的中间态。

高于阈值电离 (ATI) 是多光子电离的扩展，其中吸收的光子比电离原子实际所需的光子更多。 多余的能量使释放的电子比通常的刚好高于阈值的电离情况具有更高的动能。 更准确地说，该系统将在其光电子能谱中有多个峰，这些峰被光子能量分开，这表明发射的电子比正常（最低可能数量的光子）电离情况具有更多的动能。

从靶释放的电子将具有大约整数倍的光子能量或更多的动能。

与发生多光子电离的状态相比，当激光强度进一步增加或应用更长的波长时，可以使用准稳态方法并导致原子势的畸变，使得 束缚态和连续态之间只剩下一个相对较低和狭窄的障碍。 然后，电子可以隧道穿过或更大的扭曲甚至克服这个障碍。 这些现象分别称为隧道电离和越垒电离。