Energie fotoelektronów powstających w procesach wielofotonowych mogą osiągać wartości porównywalne z wartościami energii β-elektronów, chociaż ich widmo jest zupełnie inne.
Teoria Jonizacje powyżej progu można wyjaśnić rozwiązując równanie Schrödingera w sposób przybliżony. Równanie Schrödingera dla elektronu swobodnego w polu fali elektromagnetycznej w jednym wymiarze w cechowaniu promieniowania jest dane przez
gdzie:
wtedy pole elektryczne jest dane przez
Podstawiając
otrzymujemy równanie na
Z rozwiązaniem
gdzie:
Równanie Schrödingera dla elektronu w polu fali i w polu potencjału atomowego będzie dane przez
gdzie jest hamiltonianem elektronu swobodnego. Dodając i odejmując energię stanu podstawowego, z którego będzie jonizowany elektron otrzymujemy równanie
Ponieważ w stanie podstawowym energia kinetyczna elektronu jest równa energii całkowitej z przeciwnym znakiem (twierdzenie o wiriale) i tylko ona zostanie po szybkim usunięciu elektronu, pomijamy w tym równaniu sumę dla wszystkich i otrzymujemy równanie przybliżone
gdzie jedyna pozostałość po potencjale atomowym jest stała.
Równanie to można rozwiązać wykorzystując rozwiązania dla elektronu swobodnego i rozkładając stan podstawowy na składowe Fouriera:
z
Równanie to ma więc rozwiązanie
Widmo jonizacji otrzymujemy ze wzoru