Ionisierung von Luft durch Laserstrahlung hoher Intensität

benster · Anmeldungsdatum: 06.12.2012 Beiträge: 4

Meine Frage:
Anhand ultrakurzer Laserpulse ist es möglich mittels Photoionisation im Luft Plasma zu erzeugen. Dabei spielen zunächst Multiphotonen-Ionisation und Tunnelionisation eine tragende Rolle.
Meine erste Frage bezieht sich direkt auf diesen Vorgang. Werden bei diesen Vorgängen in Luft (oder einem anderen Gas) die Elektronen defacto frei (also komplett vom Atom gelöst) oder nur vom Valenzband ins Leitungsband angehoben und damit quasi-frei? Wo genau ist energetisch betrachtet der Unterschied? Können Elektronen aus dem quasi-freien in den freien Zustand überführt werden? Oder kommt das Bändermodell für Gase gar nicht zur Geltung?
Liegen nun (quasi-)freie Elektronen vor können diese im Laserfeld so beschleunigt werden, dass die Kaskaden- bzw. Stoßionisation möglich wird. Augenscheinlich sind die treibenden Prozesse hinter der Elektronenbeschleunigung hier die inverse Bremsstrahlung und das Joule-Heating. Die inverse Bremststrahlung beruht auf der Umkehr der tatsache, dass bewegte Elektronen, die kinetische Energie verlieren, diese als Strahlung emittiern. Wie jedoch funktioniert das Joule-Heating? Hat jemand eine Quelle zur Hand, in der der Prozess verständlich dargestellt wird? Leider finde ich hier bis dato quasi nichts im Internet.
Ferner erschließt sich mir der Unterschied zwischen Kaskaden- und Stoßionisation noch nicht ganz.

Meine Ideen:
(Sind bereits in der Fragestellung enthalten)
Hier bin ich um jede Hilfe dankbar.
Gruß

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440