Механизм формирования спектров вынужденного вторичного свечения растворов родаминовых красителей при резонансном лазерном возбуждении

• Автор: Спиро, Александр Гиршевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 177 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ ••••

ШВА I. ВТОРИЧНОЕ СВЕЧЕНИЕ СЛОЖНЫХ МОЛЕКУЛ В РЕЗОНАНСНЫХ

УСЛОВИЯХ ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Вибронные спектры и тиш вторичных свечений сложных молекул

1.2. Вынужденная люминесценция и инверсная заселенность в растворах !фасителей

1.3. Особенности структуры спектров сверхлши-несценции

1.4. Совместное развитие СЛ и РВКР в растворах красителей

1.5. Отождествление исходных при РВКР электронных состояний сложных молекул

ГЛАВА 2. ПРОИСХОЖДЕНИЕ СТРУКТУРЫ СПЕКТРОВ ВЫНУЖДЕННОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ РОДАМИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Особенности лазерного возбуждения растворов родаминовых красителей в отсутствие
ре зонатора
2.2. Описание аппаратуры и методики исследования вынужденного вторичного свечения сложных молекул
2.3. Структура спектров сверхлшинесценции растворов красителей в отсутствие РВКР
2.4. Проявление комбинационного рассеяния в спектрах вынужденного излучения жидких растворов родаминовых красителей
2.5. Каскадное возбуждение вынужденного излучения в растворах родамина
Выводы

ГЛАВА 3. НОРМИРОВАНИЕ СПЕКТРОВ ВЫНУЖДЕННОГО ВТОРИЧНОГО
СВЕЧЕНИЯ РАСТВОРОВ РОДАМИНА 61 ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ
ВОЗБУЖДЕНИИ НАНОСЕКУБДНЫМИ ЛАЗЕРНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ
3.1. Пространственное распределение инверсной заселенности и спектры сверхлюминесценции, генерации и РВКР
3.2. Возбуждение линий РВКР на фоне спектров сверхлюминесценции при различных уровнях инверсной заселенности
3.3. О форме спектров вторичного излучения (сверхлюминесценция и РВКР)
Выводы
ГЛАВА 4. ВЫНУЖДЕННОЕ ВТОРИЧНОЕ СВЕЧЕНИЕ КСАНТЕНОВЫХ
КРАСИТЕЛЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ НАКАЧКИ.
СПЕКТРЫ РВКР МОЛЕКУЛ В ОСНОВНОМ И ВОЗБУЖДЕННОМ
состояниях ..;
4.Т. Особенности продольного возбуждения
сверхлюминесценции в растворах родамино-вых красителей
4.2. Генерация и РВКР растворами родамина 6Ж при продольной и поперечной накачке на-носекундными лазерными импульсами
4.3. Пикосекундное возбуждение растворов красителей в низкодоброном резонаторе как метод исследования РВКР возбужденными молекулами (родамин 61)
4.4. Спектры вторичного свечения и структурные особенности молекул ксантеновых красителей. Пиронин Ж и серия родаминов цри
нано- и пикосекундном возбуждении в резонансных условиях
Выводы ".."
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫВОДЫ, ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность работы
Молекулярные системы на основе сложных органических соединений уже достаточно давно используются как преобразователи световой энергии, а в последнее время области и перспективы их применения чрезвычайно расширились в связи с развитием лазерной техники.' Успешное решение большого числа научных и практических задач во многом обусловлено использованием лазеров на органических молекулах5. Такие лазеры в ряде случаев незаменимы как источники когерентного излучения, обладающие широким диапазоном перестройки частоты генерации и позволяющие реализовать различные временные режимы работы с высоким к.п.д. Растворы родамино-вых красителей являются одними из наиболее эффективных сред, применяемых в широкополосных лазерах и квантовых усилителях практически с момента их создания и до настоящего времени. Б связи с этим спектральные и генерационные характеристики растворов родаминов послужили предметом многочисленных исследований.
До сих пор, однако, были недостаточно изучены процессы образования структуры в спектрах вынужденного излучения этих веществ5. Эта структура, с одной стороны, снижает эффективность использования растворов красителей для получения широкополосного лазерного излучения, а с другой, как показали, в частности, и наши исследования, может служить источником информации как о волновых процессах организации вынужденного излучения в активных средах (интерференционная структура спектров), так и о процессах внутри молекул - центров свечения (вынужденное комбинационное рассеяние).

ГЛАВА 2.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ СТРУКТУРЫ СПЕКТРОВ ВЫНУЖДЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ РОДАМИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ^ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Особенности лазерного возбуждения растворов родаминовых красителей в отсутствие резонатора
Молекулы большой группы из числа родаминовых красителей известны как чрезвычайно аффективные преобразователи световой энергии. В этанольных растворах Р6Ж квантовый выход люминесценции приближается к единице (~ 0,88) /12/, а сечения вынужденного испускания Ь* 5° в области максимума спектра люминесценции достигают значений ^ Щ )=2,9*пН-® см^ при У =■ 18000 см*“* /133/-. Относительно малая вероятность интеркомбинационной конверсии в триплетное состояние { К = 4,6*10® с"1) /134/ молекул
Р6Ж определяет цри наносекундном возбуждении слабое влияние трипС * с О
летных потерь на характеристики вторичного излучения о -* о V Поэтому цри достаточной заселенности П * возбужденного состояг *
ния о значения коэффициента усиления ^ в таких растворах моцут быть очень высокими.
с 0 с*
Учитывая только переходы между состояниями V-) и о и
п *
предполагая, что изменение их относительных заселенностей
связано только с поглощением возбуждающих квантов 5° "*’5
(с вероятностью */е ) и спонтанной люминесценцией «5 *
(с вероятностью И = (Т ) г 2,2*10® с“1 ) /12/, нетрудно покап* V«
зать, что при стационарном режиме облучения ~0 ~ , где
6<М) - сечение поглощения молекул на
осе <х е е * (X е
частоте накачки У , -плотность поля фотонов накачки;
При возбуждении растворов Р6Ж в области максимума основной полосы