Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
Eus+ (ОФБТФА")4 ДМА+ CH3CN 0,61167 7,5-IO-3 _
Eu8+ (МФБТфА-)4 ДМА+ CH3CN 0,61178 7,5-IO"3 _ 87
Eu8+ (ПФБТФА-)4 ДМА+ CH3CN 0,61173 7,5-IO-3 _
Eu3+ (ОХБТФА-)4 ДМА+ CH3CN 0,61174 7,5-IO"3 _ 67 85 ,
Eu3+ (МХБТФА-)4 ДМА+ CH3CN ' 0,61171 7,5-IO-3 _
Eus+ (ПХБТФА-)4 ДМА+ CH3CN 0,61172 7,5-IO-3 _ 85
Eu8+ (ОББТФА-)4 ДМА+ CH3CN 0,61174 7,5-10-3 _ 67
Eu3+ (МББТФА")4 ДМА+ CH3CN 0,61173 7,5-Ю"3 _ 83
Eu3+ (ПББТФА-)4 ДМА+ CH3CN 0,61171 7,5-IO-3 _ 87
Tb3+ (ТФАА-)3 CH3CN 0,5470 2,5-Ю-3 _
Nds+ (ПФП~)3 Феи (CD3)2 SO 1,057 2-10-1 140
Nd3+ (ТТФА")4 Пирр+ № 6 — 1 • IO"2 _
Nd3+ (NO-)3 (ДТБФ)з C6F6 или CCl4 1.054 2-Ю"1 11 100
Таблица 34.8 Неорганические лазерные жидкости Jlj
Состав лазерной жидкости Длина волны генерации, мкм Концентрация активатора, моль/л Люминесцентное время жизнн, MKC Ширина линии люминесценции, CM-1
Nd3+-SeOCl2-SnCI4 1,056 0,5 м 110 145
1,058 0,1 м 83
1,058 0,3 м 230 165
Nd3+--SeOCl2-SbCl6 _ 225
Nd3+ - SOCl2 — GaCl3 [21 1,0575 _ 270 102
Nds+ — POCl3 — SnCl4 1,0525 4%* 280 145
1,0522 0,86%* 180 100
Nd3+ - TOCl3 — TiCl3 1,0525 3% 230
1,0542 140 _
Nd3+ - POCl3 — AlCl3 1,054 0,15 м 300 _
1,05219 _
Nd8+-POCl3-ZrCl4 1,0522 0,3 м • 300 145
Nd3+ - PBr3 — AlBr3 — SbBr3 1,066 0,5% 230 113
* Массовое содержание.
949 Рис. 34.15. Схема сннглетных (Si) и трнплетных (T1) уровней энергии сложной молекулы (у каждого уровня показана относительная ориентация спинов внешних электронов)
Рис. 34.16. Спектры поглощения (S—Snorn), люминесценции и триплет-триплетного поглощения (Т—Гпогл) нейтральной формы 7-оксн-4-метнлкумарнна
34.7. ЛАЗЕРЫ НА КРАСИТЕЛЯХ
В Настоящее время красителями принято называть химические соединения с разветвленной системой сопряженных химических связей, обладающие интенсивными полосами поглощения в видимой или ближней ультрафиолетовой области спектра. Схема уровней энергии молекулы красителя приведена на рнс. 34.15. Общими особенностями спектроскопических характеристик красителей являются зеркальная симметрия спектров поглощения S0—Si и люминесценции, а также частичное перекрытие спектра люминесценции спектром поглощения (рис. 34.16).
Усиление света и генерация света в растворах красителей прн их оптическом возбуждении обусловлены
возникновением инверсной населенности колебательных подуровней первого возбужденного синглетного состояния St по отношению к колебательным подуровням основного состояния S0. Коэффициент усиления с учетом триплет-трнплетного поглощения и поглощения из возбужденного состояния Si имеет следующий вид f62]:
Г nS ( l3Sl^si W
/гус = ^(v) Рч %,-s.M ~
h (v8jl-v) \-1
ns IiT пт bT1-^Tj (v) 1
Здесь V-Si-^-So (v) =CivMjSsi-^S0 (v)n — предельный коэффициент усиления; V, см/с — скорость света в среде; hx, Дж — энергия кванта; Bsl S0, Bst-*Si, Brl-Tjy Дж-'-с-'-см3 — коэффициенты Эйнштейна для вынужденного испускания, сннглетного и триплетного поглоще-nS0 nSl nT1
ния соответственно; - ' - ! - - отно-
nS1 п nSl
сительные населенности уровней S0, Sі, T1; п, см-3 — концентрация молекул красителя.
Усиление невозможно прн
eS1^Si M > bS1^S0 W. (34.2)
а также при накоплении на триплетном уровне Т\ такого числа молекул, что
nT1 / wS1 > bS1^Sv (*)/ Br1^rj М. (34.3)
В стационарном режиме
«Г, / nSt pSl^Tt / pT1^S0 . (34.4)
где Ps4-T1, Pt1-^s, —вероятности соответствующих переходов. Следовательно, невозможен стационарный режим генерации лазера на красителе, для которого выполняется условие
bs1^s0 н С Bt^t. (v) PSi^Ti / PTi_Sii . (34.5)
При импульсном возбуждении возможна генерация и прн выполнении условия (34.5). Из (34.5) следует, что эффективные лазерные красители должны обладать: высоким квантовым выходом люминесценции; слабым перекрытием спектров T1—Til и Si-Sl поглощения со спектром люминесценции; малым накоплением молекул в триплетном состоянии, что возможно при малом значении вероятности Psi->г. и большом значении вероятности Pri_> so- Насколько жесткими являются эти требования, можно судить по тому, что из тысяч промышленных красителей генерационной способностью при накачке импульсами наносекундной длительности обладают лишь несколько сот соединений При накачке микросекундными импульсами генерируют десятки соединений, а при более длинных импульсах, с Я. порядка ста микросекунд, — вообще единичные красители. Анализ генерационной эффективности красителей различных классов показывает, что в большей или меньшей степени указанным выше требованиям удовлетворяют следующие красители: производные оксазола, оксадиазола, бензола и их конденсированных аналогов; производные кумарина, родамина, оксазнна и полиметиновые красители.
В табл. 34.9 представлены спектрально-люминесцентные и генерационные свойства наиболее эффективных лазерных красителей.
950 Таблица 34.9. Спектрально- люминесцентные и генерационные характеристики наиболее эффективных ( лазерных красителей [62]
[ Согл' Сом — длины волн, соответствующие максимумам спектров поглощения и люминесценции; Kj — квантовый выход люминесценции; Bs^5i (' "огл) — коэффициент Эйнштейна в максимуме спектра поглощения; zSi — время жизни первого возбужденного синглетного состояния S1; ХН?Ш — длина волны излучения накачки; (K1 — ?.2)геи — по-J глощение спектра генерации; 7 — КПД генерации; К (>нак) — коэффициент поглощения на длине волны накачки; FL—накачка газоразрядной импульсной лампы. Растворители: DMF — N1 Л/'-диметилформамид; Etan — этанол; EG.—этиленгликоль. Индекс «осн» означает основание, «кисл» — кислота]
