두 개의 광자가 전자를 연속적으로 여기시킬 수 있습니까?

Question

나는 광자 에너지가 양자화되어 있고 그것이 한 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 경계 전자를 여기시킬 수 있다는 것을 알고 있으며, 광자가 전달하는 에너지에 따라 달라집니다. 내 질문은 두 개의 광자가 초기 상태에서 전자를 연속적으로 여기시킬 수 있다는 것입니다 (E1) 전자가 E2에서 E1로 떨어지지 않고 E2와 E3로 이동합니다.

Answer 1

짧은 대답 : 예 .

왜 안되나요? 전자는 항상 호환되는 광자로부터 에너지를 얻고 더 높고 더 높은 에너지 레벨로 이동할 수 있습니다 (드디어 원자 자체를 떠날 때까지!), 연속 여기 사이의 시간이 전자가 자신으로 되돌아 가기에 충분하지 않은 한 지상 상태.

이완 (여기 상태에서 낮은 에너지 상태로 이동)은 세 가지 경로를 통해 발생합니다.

• 자발적 방출 (시간 : $\sim 10^{-8}$에스)
• 자극 방출
• 비 방사성 붕괴

이 모든 것은 시간이 걸리며 즉시 발생하지 않습니다. 따라서 전자가 낮은 에너지 상태로 이완되기 전에 다시 여기되면 확실히 더 높은 에너지 상태로 이동합니다$E_n, \ n>1$.

Answer 2

@CrazyGoblin의 답변에 추가하려면. 모든 상태는 수명을 특징으로 할 수 있습니다 .$\tau_i$, 이완 속도를 특징 짓는 $\Gamma_{i\rightarrow 0}=1/\tau_i$지상 상태로. 더 높은 에너지 상태로 흡수를 유도하려면 흡수가 이완보다 더 빨리 일어나야합니다. 즉, Fermi Golden 규칙에 의해 주어진 흡수율은$\Gamma_{i\rightarrow j}$,지면 상태로의 이완 속도보다 높아야합니다 (효과를 명확하게 관찰 할 수 있도록 훨씬 더 높음). $$ \Gamma_{i\rightarrow j} \gg \Gamma_{i\rightarrow 0}. $$흡수율은 매트릭스 요소의 제곱, 즉 흡수를 유도하는 필드의 제곱에 비례하기 때문에 일반적으로 매우 강한 광학 필드가 필요하므로 비선형 광학 영역에 속합니다 . 기저 상태로부터의 흡수는 기저 상태의 수명이 무한하다는 장점이 있으며 상대적으로 낮은 필드에서도 흡수를 쉽게 관찰 할 수 있습니다.

마지막으로, 강한 장과 적절한 비쌍 극성 결합이 주어지면 중간 수준이 존재하지 않더라도 2 광자 및 다중 광자 흡수를 관찰 할 수 있습니다.