J. Phys. France 47, 795-808 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:01986004705079500

Electron spectroscopy study of single and double multiphoton ionization of strontium by visible picosecond laser light

G. Petite et P. Agostini

C.E.N. Saclay, Service de Physique, Atomes et Surfaces, 91191 Gif sur Yvette Cedex, France

Abstract
Multiphoton single and double ionization of strontium was studied using electron spectroscopy techniques. Both a picosecond, frequency doubled Nd : Yag Laser and a picosecond rhodamine 6G Dye Laser were used, with intensities ranging from 1011 W . cm- 2 to a few 10 12 W . cm-2. Single MPI was shown to produce ions in both the ground state (3 photon) and several low lying excited states, through a four photon process. Two and three photon resonances were observed, on singly and doubly excited states of the atom, resulting in an important degree of core excitation. Double ionization was shown to be essentially a « stepwise » process which can involve excited states of the ion as the initial state of the second part of the process.

Résumé
Les techniques de spectroscopie d'électrons ont été appliquées à l'étude de l'ionisation multiphotonique simple et double du strontium par des impulsions picosecondes de 1011 à quelque 1012 W cm-2, foumies soit par un laser Nd : Yag doublé en fréquence, soit par un laser accordable (à rhodamine 6G). Les spectres d'énergie d'électrons montrent que l'ionisation multiphotonique simple laisse l'ion soit dans son état fondamental, par un processus à trois photons, soit après absorption d'un quatrième photon, dans un des premiers états excités. Des résonances à deux et trois photons sur des états à un ou deux électrons excités peuvent intervenir dans ces processus et créer une excitation importante du coeur. L'ionisation double apparaît essentiellement comme un processus en deux étapes, dont la seconde peut avoir pour état initial un état excité de l'ion.

PACS
3150D - Potential energy surfaces for excited electronic states.
3280F - Photoionization of atoms and ions.
3280R - Multiphoton ionization and excitation to highly excited states (e.g., Rydberg states).

Key words
atomic excited states -- electron spectra -- ionisation of atoms -- photoionisation -- strontium