Динамика вынужденного излучения органических молекул при импульсной лазерной накачке

• Автор: Никонов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 102 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 КОМПЛЕКСНОЕ (ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ) ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОНИКИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
1.1 Общая схема фотофизических процессов в многоатомной молекуле
1.2 Аналитический расчёт характеристик ОКГ
1.2.1 Населённости уровней энергии
1.2.2 Мощность и коэффициент поглощения
1.2.3 Параметры нелинейности
1.2.4 Порог генерации:...:
1.2.5 Расчёт ОКГ на основе органических соединений
1.3 Численное моделирования динамики населённостей для описания
различных фотопроцессов связанных с поглощением лазерного излучения.
1.3.1 Моделирование процессов фотообесцвечивания
1.3.2 Моделирование наведённого поглощения
1.3.3 Моделирование тонкоплёночного РОС лазера
Выводы к главе
2 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ
2.1 Методика эксперимента и экспериментальные установки
2.1.1 Измерения спектров поглощения и флуоресценции
2.1.2 Измерения спектров, динамики и энергии генерации
2.1.3 Обработка результатов измерений
2.2 Квантово-химические расчёты
2.3 Модель для расчёта динамики генерации и программа на её основе.

2.4 Информационная система для моделирования твердотельных активных
лазерных сред на основе органических соединений
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ - АКТИВНЫХ СРЕД ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ ЛАЗЕРОВ
3.1 Выбор объектов исследования
3.2 Замещённые пирана
3.2.1 Спектры генерации замещённых пирана
3.2.2 Динамика импульсов генерации и населенности основного и возбужденного состояний
3.2.3 Исследование влияния наведенного поглощения на генерацию бис-ОСМ-СН-
3.3 Кумарины
3.3.1 Влияние длительности импульса накачки на генерацию в АС на основе К
3.3.2 Исследование генерационной способности К
3.4 Ксантеновые красители
3.4.1 Смещение длины волны генерации в АС на основе Родамина-бЖ при изменении его концентрации
3.5 Пиррометены
3.5.1 Влияние концентрации ПМ567 на длину волны генерации
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ab initio (лат.) - "как есть"
ESA - excited state absorption (поглощение из возбуждённого состояния)
SA - saturable absorption (насыщаемое поглощение)
RSA - reverse saturable absorption (обратное или инверсное насыщаемое поглощение)
АС - активная среда
БД - база данных
ДМСО - диметилсульфоксид
ЛАС - лазерная активная среда
М - моль/литр (единица измерения концентрации вещества)
ММА - метилметакрилат
МП - метилпирролидон
ОКТ - оптический квантовый генератор
ПММА - полиметилметакрилат
ППДП (CNDO) - полное пренебрежение дифференциальным перекрыванием РОС (DFB) - распределённая обратная связь У СИ (ASE) - усиленное спонтанное излучение
ЧПДП (INDO) - частичное пренебрежение дифференциальным перекрыванием

модификации структуры молекул в бесцветную форму (не имеющей интенсивного спектра поглощения в видимой области). Цветная и бесцветная формы разделены энергетическим барьером, на преодоление которого расходуется энергия света.
Таким образом, представленное комплексное исследование лазерного фотообесцвечивания твердых растворов пяти флуороновых красителей в матрице хитозана с использованием спектрально-фотофизических методов и кинетических расчетов показало, что при условиях проведения эксперимента справедлив механизм фотообесцвечивания с участием первых триплетных состояний. Высшие триплетные состояния, получаемые путем двухступенчатого лазерного возбуждения, вносят существенный вклад при интенсивностях более 100 Вт/см2 [6].
1.3.2 Моделирование наведённого поглощения
Другой вариант применения математического моделирования в комплексе с экспериментом - исследование наведённого поглощения [7, 18-22, 24-26, 28, 30, 32-36]. В англоязычной литературе этот процесс встречается под аббревиатурами SA, RSA (reverse saturable absorption) и ESA (exited state absorption) [22]. SA представляет собой явление, в котором при увеличении интенсивности падающего излучения коэффициент поглощения уменьшается, т.е. вещество просветляется. Противоположное явление - RSA, увеличение коэффициента •поглощения при увеличении интенсивности падающего излучения. Этот эффект является одним из ключевых при конструировании лимитеров - устройств для защиты органов зрения и оптических сенсоров от интенсивного излучения.
Для моделирования наведённого поглощения используется схема энергетических уровней представленная на рисунке 1.7, которая является частным