Absorption à deux photons
Cet article est une ébauche concernant la physique.
Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.
Pour les articles homonymes, voir ADP.
L'absorption à deux photons (ADP) est l'absorption simultanée de deux photons de fréquences identiques ou différentes dans le but d'exciter une molécule dans un état donné (habituellement, l'état fondamental) à un état électronique de plus haute énergie. La différence d'énergie entre ces deux états est égale à la somme des énergies des deux photons. L'absorption à deux photons est un processus de second ordre, de plusieurs degrés de magnitude plus faible que l'absorption linéaire. Elle diffère de l'absorption linéaire parce qu'elle est proportionnelle au carré de l'intensité de la lumière, ce qui en fait un processus d'optique non linéaire[1].
L'absorption à deux photons peut produire de la fluorescence excitée à deux photons.
Histoire[modifier | modifier le code]
Ce phénomène est prévu par les travaux de Maria Goeppert-Mayer en 1931, dans sa thèse doctorale[2]. Trente ans plus tard, l'invention des lasers permet la première vérification expérimentale de l'ADP lorsque la fluorescence excitée à deux photons est détectée dans un cristal dopé à l'europium[3] et subséquemment observée dans une vapeur de césium[4].
Description[modifier | modifier le code]
Applications[modifier | modifier le code]
De nombreuses applications ont été développées à partir du principe de l'ADP, telles que la limitation optique, le stockage optique 3-D de l'information, l'imagerie médicale, la microfabrication et la photochimiothérapie.
Mesures[modifier | modifier le code]
Taux d'absorption[modifier | modifier le code]
La loi de Beer-Lambert pour l'absorption à un photon :
devient :
pour l'ADP avec l'intensité de la lumière comme fonction de la longueur du chemin x, de la concentration c et de l'intensité lumineuse initiale I0. Le coefficient d'absorption α devient le coefficient ADP β.
Émission à deux photons[modifier | modifier le code]
Voir aussi[modifier | modifier le code]
- Particule virtuelle dans un état où l'amplitude de probabilité n'est pas conservée
- Microscopie par excitation à deux photons
Références[modifier | modifier le code]
- (en) Nikolai V. Tkachenko, Optical Spectroscopy: Methods and Instrumentations, Elsevier, (ISBN 978-0-08-046172-4, DOI 10.1016/B978-044452126-2/50043-5), « Appendix C. Two photon absorption », p. 293
- Goeppert-Mayer M, « Über Elementarakte mit zwei Quantensprüngen », Ann Phys, vol. 9, no 3, , p. 273–95 (DOI 10.1002/andp.19314010303, Bibcode 1931AnP...401..273G)
- W. Kaiser and C.G.B. Garrett, "Two-photon excitation in CaF2:Eu2+," Physical Review Letters 7, 229–232 (1961)
- I.D. Abella, "Optical double-quantum absorption in cesium vapor," Physical Review Letters, 9, 453 (1962)
