Особенности характеристик вторичных свечений и поглощения концентрированными оптическими ансамблями при интенсивном резонансном когерентном возбуждении

• Автор: Ермолаева, Галина Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Глава 1. Поглощение и люминесценция концентрированных оптических ансамблей при возбуждении интенсивным лазерным излучением в резонансных условиях
1.1 Аномальные явления при поглощении и люминесценции в растворах сложных молекул
1.2 Аномальные явления при поглощении и люминесценции в простых молекулах и атомах в резонансных условиях
1.3 Возможные механизмы аномального развития поглощения и люминесценции
ф атомов и молекул при резонансном возбуждении
Глава 2. Инструментальное обеспечение измерений, экспериментальная установка
2.1 Основные принципы формирования экспериментальной установки
2.2. Комплекс аппаратуры "ПУЛС" и дополнительный источник излучения
2.3 Схемы для измерений пропускания и люминесценции
Глава 3. Исследование оптического пропускания и флуоресценции концентрированных растворов сложных молекул в условиях интенсивных резонансных лазерных полей
3.1 Динамика просветления и ее сопоставление с развитием люминесценции
3.2 Активация квантового выхода люминесценции в поле лазерной накачки
3.3 Кинетика люминесценции в поле лазерной накачки
3.4 Кинетика люминесценции при возбуждении во вторую полосу поглощения
Глава 4. Исследование пороговых характеристик лазера на красителе
^ 4.1 Связь квантового выхода люминесценции и порога генерации лазера на красителе
4.2 Измерение уровня порога возбуждения лазера на красителе от квантового выхода флуоресценции красителя
Глава 5. Коллективные эффекты в двухатомных молекулах
5.1 Экспериментальные исследования поглощения и люминесценции в молекулярном
йоде при лазерном возбуждении
^ 5.2 Модельные представления о поглощении и люминесценции в молекулярном йоде
5.3 Сопоставление экспериментальных данных и модельных представлений
Глава 6. Модельные представления о поглощении и излучении концентрированных
ансамблей сложных молекул при лазерном возбуждении
6.1 Общие соотношения и четырехволновое приближение
6.2. Развитие светоиндуцированной люминесценции
6.3 Численное исследование системы уравнений для развития коллективной люминесценции и кинетики заселения возбужденного состояния
6.4 Влияние когерентности на развитие светоиндуцированной люминесценции
Заключение
Список литературы
Сложные, многоатомные молекулы, особенно класс красителей, используются в технических применениях и в научных исследованиях в качестве модельных объектов достаточно давно. Систематические исследования процессов преобразования световой энергии в таких системах при актах поглощения и излучения были начаты в первой половине прошлого столетия. Реализация лазеров на красителях [1, 2, 3, 4] резко увеличила число исследований сложных молекулярных структур, как систем, способных перерабатывать и управлять световой энергией, и дала возможность рассматривать проблему преобразования световой энергии на качественно новом техническом уровне. Использование лазеров на красителях и лазерных методов исследований позволило экспериментально изучить новые, недоступные классической спектроскопии процессы, к которым можно отнести сверхбыстрые релаксации, вынужденное излучение, вынужденное комбинационное рассеяние, оптическое просветление и ограничение, охлаждение молекул в лазерном поле.
При использовании методов лазерной спектроскопии на сложных органических соединениях отрабатывались представления о природе спектров и энергетической структуре молекул [5]. Интенсивные исследования многоатомных молекул, используемых как модельные объекты, сыграло важную роль в формировании представлений о таких жизненно важных процессах, как фотосинтез, механизм зрительного восприятия и т.п. Именно с использованием сложных органических соединений была получена генерация пикосекундных, а затем и фемтосекундных импульсов [6, 7, 8, 9, 10].
Максимум объема исследований в области лазерной спектроскопии пришелся на конец 60-х начало 70-х годов прошлого века. Тем не менее, и сейчас остается много проблем, требующих развития новых представлений для объяснения тех или иных экспериментальных данных.
В последнее время возрос интерес к особенностям взаимодействия интенсивного излучения в резонансных условиях с оптическими средами в связи с попытками реализации различных квантовых устройств, работающих как единая система "вещество-поле". В рамках этих проблем рассматриваются возможности
3.3 Кинетика люминесценции в поле лазерной накачки

Представленные выше эксперименты продемонстрировали существование механизма люминесценции, активно конкурирующего с внутри- и межмолекулярными процессами распада возбужденного состояния. Очевидно, что этот механизм действует только в присутствии поля накачки. В этом случае
активация процесса свечения (т.е. практическое увеличение т)ф) должна сопровождаться сближением кинетики такой люминесценции с кинетикой импульса накачки. На рис. 21, 22, и 23 приведены измеренные кривые кинетики % флуоресценции родамина 6Ж, криптоцианина и эритрозина при различных уровнях
^ возбуждения, здесь же приведен импульс накачки. Измерения проведены при
помощи скоростной времяанализирующей камеры "Hamamatsu" С979 с широкополосным фильтром на входе, отрезающим излучение накачки.
Из рисунков 21, 22 и 23 следует, что при увеличении плотности энергии накачки люминесценция стягивается во временную зону импульса возбуждения и при достаточно больших накачках хвост естественной флуоресценции существенно ^ гасится.

Рис. 21. Кинетика флуоресценции раствора родамина 6Ж в этаноле (С = 1.7
см ) и импульсов накачки (более толстая линия), а - Ен/8 = 6 Дж/см Е/в
0.78); б - EH/S = 0,01 Дж/см , (lg Е/S = -2).