Abstract
Resonant multi photon ionization (RMPD of Hg atoms is studied by focusing a high-power laser into the ionization cell. The intermediate resonant state is taken as $6d^1D_2$ with the 4-photon resonance wavelength of 560.7 nm. The ionization signal is measured as Hg vapor pressure (0.1-3.0 Torr), laser intensity $(10-120GW/\textrm{cm}^2)$, and laser wavelength (559-569 nm) vary. AC Stark shift and line broadening of the resonant state $(6d^1D_2)$ are observed and the shift factor is measured to be $-0.6(cm^{-1}/GW/\textrm{cm}^2$. It is also observed that the ionization signal increases as the Hg vapor pressure increases up to a certain value of pressure, however, if the pressure further increases, the signal decreases. The order of non-linearity, which discribes the laser intensity dependence of ionization rate, is measured to be 3 at the resonance, and compared with the theoretical results.esults.
수은 원자 증기에 강한 레이저 광$(10-120GW/\textrm{cm}^2)$을 조사하여 수은 원자의 공명 다광자 이온화 과정을 연구하였다. 파장 560.7nm의 광자 4개를 흡수할 때 공명준위는 $6d ^1D_2$이다. 수은 증기압(0.1-3.0 Torr)과 레이저 파장(559-569nm)을 변화시키면서 큰 강도의 광원과 원자가 상호작용하여 생기는 AC Stark 이동과 line broadening의 변화를 조사하였고, 원자 밀도의 증가에 따라 이온화율의 증가가 둔화되다가 감소되는 것도 관측되었다. 이동계수 $\alpha$=0.6cm-1/GW/$\textrm{cm}^2$로 측정되었다. 특히, 이온화율의 레이저 강도 의존성을 나타내는 비선형 차수를 공명파장에서 측정한 결과 k=3을 얻었으며, 이론적인 결과와 비교하였다.
