Багатофотонний ефект

На відміну від лінійної оптики, де має місце поглинання фотона частоти ν, коли енергія фотона близька до різниці між енергетичними рівнями атома чи молекули, у потужних світлових потоках можуть мати місце поглинання атомом одночасно двох або кількох фотонів і поглинання світла може відбуватися не тільки для ν, але й для частот ν/2 , ν/3 і т.д. Таке поглинання світла середовищем із резонансною частотою ν називають відповідно двофотонним, трифотонним і т.д.

Вперше двофотонне поглинання виявлено у 1961 році на кристалах фтористого кальцію, активованих європієм, при освітлюванні рубіновим лазером ( ).

До багатофотонних процесів відноситься також багатофотонний фотоефект. При достатньо великій інтенсивності світла можливе поглинання електроном двох, трьох і більше фотонів. Червона межа фотоефекту перестає бути постійною величиною і починає зміщуватися у бік малих частот із зростанням інтенсивності світла. У цьому випадку рівняння Ейнштейна запишеться так:

, 6.13

де N – число фотонів, які одночасно поглинаються електроном. Величина енергії кожного фотона буде у N разів меншою від енергії фотона, який поглинається при однофотонному акті поглинання.

Методологічне значення багатофотонних процесів полягає в тому, що такі фундаментальні співвідношення, як правило частот Бора і рівняння Ейнштейна для фотоефекту не є універсальним.