多光子吸收英文解释翻译、多光子吸收的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 MPA; multiphoton absorption

分词翻译：

多的英语翻译：

excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-

光子的英语翻译：

photon; photons
【计】 light quantum
【化】 light quantum; photon
【医】 photon

吸收的英语翻译：

absorb; imbibe; soak; assimilate; draw on; drink in; sorb; suck
【化】 absorption
【医】 absorb; absorption; resorb; resorption; rhoebdesis
【经】 absorption; assimilation

专业解析

多光子吸收 (Multiphoton Absorption)

定义与核心概念

多光子吸收是指物质在强光场作用下，同时吸收多个光子（通常为两个或以上）使其电子从基态跃迁至高能态的非线性光学过程。该现象需满足能量守恒：光子能量总和等于电子跃迁能级差（$E_{text{transition}} = n cdot h u$，其中 $n$ 为吸收光子数，$h$ 为普朗克常量，$ u$ 为光频率）。与传统单光子吸收不同，多光子吸收的概率与光强度的 $n$ 次方成正比，故需高强度激光激发。

物理机制与分类

双光子吸收 (Two-Photon Absorption, TPA)
最常见类型，电子同时吸收两个光子完成跃迁。其跃迁概率远低于单光子过程，需高峰值功率脉冲激光（如飞秒激光）驱动。量子力学描述中，TPA 依赖虚中间态，服从宇称选择定则。

高阶多光子吸收
包括三光子及以上吸收，概率随光子数增加急剧下降，需更高光强。例如三光子吸收概率与光强立方成正比，适用于深组织成像等场景。

数学表达

多光子吸收速率 $R$ 可表述为：

$$ R = sigma^{(n)} I^n $$

其中 $sigma^{(n)}$ 为 $n$ 光子吸收截面（单位：$text{cm}^{2n} cdot text{s}^{n-1}/text{光子}$），$I$ 为光强（$text{W}/text{cm}$）。该公式凸显了过程对光强的非线性依赖。

实验条件与特性

光源要求：必须使用高强度相干光源（如锁模钛宝石激光器），因普通光源无法提供足够光子密度。
波长选择：吸收光子能量总和需匹配能级差。例如，电子跃迁需紫外光（单光子）时，双光子吸收可用近红外光实现，降低生物组织光损伤。
空间选择性：非线性特性使吸收仅发生在光束焦点区域，提升显微成像分辨率。

应用领域

生物成像：双光子显微技术利用近红外光穿透深层组织，实现活体三维成像，减少光毒性。
微纳加工：多光子直写技术通过聚焦激光诱导材料聚合/改性，用于制备光子晶体、微流体器件等。
光动力疗法：选择性激活光敏剂，增强治疗精准度并降低副作用。
基础研究：探测分子激发态性质及量子相干控制。

权威参考文献

IUPAC《Compendium of Chemical Terminology》（金皮书）定义非线性光学过程术语。
NIST原子光谱数据库提供多光子跃迁能级计算标准。
《Nature Photonics》综述：Zhou et al., "Multiphoton Microscopy in Life Sciences" (2020)，详述技术进展。
《Advances in Optics and Photonics》：Sheik-Bahae et al., "Nonlinear Optical Properties of Materials" (2019)，涵盖理论模型。

（注：具体文献链接需根据实际来源补充，此处保留引用位置）

网络扩展解释

多光子吸收是物质在强光场（如高强度激光）作用下，同时吸收多个光子的非线性光学过程。以下是其核心概念的详细解释：

一、基本定义与原理

概念：多光子吸收属于非线性光学效应，指物质中的电子通过同时吸收两个或更多光子（无需经过真实中间态）完成从基态到激发态的跃迁。例如双光子吸收（2PA）需要同时吸收两个光子，三光子吸收（3PA）需三个光子。
能量关系：吸收的总光子能量需满足跃迁所需的能量差。以双光子吸收为例，两光子能量之和应等于电子跃迁的能级差，即： $$ E_{text{跃迁}} = h u_1 + h u_2 $$

二、与单光子吸收的区别

特征	单光子吸收	多光子吸收
光子数量	1个光子	≥2个光子（如2PA、3PA）
光强依赖性	线性（与光强成正比）	非线性（如2PA与光强平方成正比）
发生条件	普通光强即可	需高强度激光
跃迁中间态	直接跃迁	虚态跃迁（无真实中间态）

三、主要类型

双光子吸收（2PA）：最常见且应用最广，吸收截面较大，常用于三维成像。
三光子吸收（3PA）：使用长波长激发，穿透深度更大，适用于生物组织成像。

四、应用领域

光子学：产生二次/三次谐波，用于光信号处理。
生物医学：双光子显微技术实现深层组织无损伤成像。
材料科学：用于三维光数据存储和激光防护材料开发。

五、发生概率的制约因素

多光子吸收概率远低于单光子吸收，主要受限于：

需多个光子时空高度重叠；
需极高光强（通常>10⁶ W/cm²）。

如需进一步了解具体实验数据或理论模型，可参考（半导体材料研究）和（有机分子应用）的完整文献。