МНОГОФОТО́ННЫЙ ФОТОЭФФЕ́КТ

МНОГОФОТО́ННЫЙ ФОТОЭФФЕ́КТ, ряд фо­то­элек­трич. яв­ле­ний, при ко­то­рых из­ме­не­ние элек­тро­про­вод­но­сти, воз­ник­но­ве­ние эдс или эмис­сия элек­тро­нов про­ис­хо­дят вслед­ст­вие по­гло­ще­ния элек­тро­ном в свя­зан­ном со­стоя­нии двух или бо­лее фо­то­нов в од­ном эле­мен­тар­ном ак­те. Прак­ти­че­ски все раз­но­вид­но­сти фо­то­эф­фек­та име­ют свой «мно­го­фо­тон­ный ва­ри­ант», от­ли­чаю­щий­ся тем, что элек­тро­ны при­об­ре­та­ют не­об­хо­ди­мую энер­гию в про­цес­се по­гло­ще­ния не­сколь­ких фо­то­нов, в то вре­мя как при «обыч­ном» фо­то­эф­фек­те тре­буе­мое воз­бу­ж­де­ние элек­тро­нов до­сти­га­ет­ся за счёт од­но­фо­тон­но­го по­гло­ще­ния. M. ф. на­блю­да­ет­ся при дос­та­точ­но вы­со­ких ин­тен­сив­но­стях $I$ па­даю­ще­го из­лу­че­ния, дос­ти­жи­мых лишь с по­мо­щью ла­зе­ров. Ве­ли­чи­на от­кли­ка ве­ще­ст­ва (фо­то­эдс, фо­то­ток) при M. ф. про­пор­цио­наль­на $I^m$, где $m$ – чис­ло фо­то­нов, по­гло­щае­мых в од­ном ак­те. За­ви­си­мость M. ф. от час­то­ты из­лу­че­ния от­ра­жа­ет спек­траль­ные ха­рак­те­ри­сти­ки мно­го­фо­тон­но­го по­гло­ще­ния.

Наи­бо­лее час­то тер­мин «М. ф.» упо­треб­ля­ет­ся по от­но­ше­нию к внеш­не­му фо­то­эф­фек­ту – мно­го­фо­тон­ной ио­ни­за­ции ато­мов и мо­ле­кул в га­зах и к мно­го­фо­тон­ной эмис­сии элек­тро­нов из кон­ден­си­ро­ван­ных сред. В этом слу­чае энер­гия по­гло­щае­мых фо­то­нов идёт на пре­одо­ле­ние энер­гии свя­зи элек­тро­на в ато­ме или ра­бо­ты вы­хо­да элек­тро­на.

При M. ф. ис­че­за­ет т. н. крас­ная гра­ни­ца фо­то­эф­фек­та: ес­ли энер­гии од­но­го фо­то­на не­дос­та­точ­но для пре­одо­ле­ния ра­бо­ты вы­хо­да, то эмис­сия элек­тро­нов мо­жет про­ис­хо­дить за счёт по­гло­ще­ния $m$ фо­то­нов. Для по­верх­но­ст­но­го M. ф. в ме­тал­лах ха­рак­тер­на так­же бо­лее рез­кая за­ви­си­мость фо­то­то­ка от уг­ла па­де­ния и на­прав­ле­ния век­то­ра по­ля­ри­за­ции све­то­вой вол­ны.

Так как M. ф. мо­жет про­ис­хо­дить толь­ко при вы­со­ких ин­тен­сив­но­стях па­даю­ще­го из­лу­че­ния, то его на­блю­де­ние воз­мож­но лишь при спе­ци­аль­но вы­бран­ных ус­ло­ви­ях экс­пе­ри­мен­та, ис­клю­чаю­щих влия­ние мас­ки­рую­щих фак­то­ров. Для это­го ис­поль­зу­ют­ся им­пуль­сы све­та пи­ко- и фем­то­се­кунд­ной дли­тель­но­сти.