1971 г. Ноябрь Том 105, вып. 3 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК М ...

534 М. БАСС, Т. ДЕЙЧ, Μ. ВЕБЕРрастворах 28 . Черкасов 29 и Бахшиев 30 показали, что смещение спектровчасто может быть связано с изменением диэлектрической постояннойи показателя преломления растворителя.Время жизни и квантовый выход флуоресценции растворов красителейтакже являются функцией используемого растворителя. Миязои Маеда обнаружили сильную корреляцию между квантовым выходоми к. п. д. генерации полиметиновых красителей в различных растворителях26 . С другой стороны, генерация легко получается на растворахксантеновых красителей, даже если их времена жизни и квантовые выходызначительно различаются. Например, родамин В в водном раствореимеет квантовый выход 25% и время жизни 0,94·10~ 9сек 31 , в метанольномрастворе 62% и 2,0-10~ 9 сек соответственно 32 . Генерация легкополучается на обоих растворах, хотя к. п. д. генерации может бытьразличным.Спектральные свойства многих растворов красителей определяютсякислотностью раствора, от которой зависит степень диссоциации молекулкрасителя. Например, поглощение флуоресцеина в воде при λ = 4910 Авозрастает по меньшей мере на порядок, когда рН увеличивается от 1до 9 33 . В лазерных экспериментах 7-гидроксикумариь дает лучшиерезультаты в водном растворе с кислотностью рН = 9.Если концентрация молекул красителя слишком велика, то могутвозникать большие потери на поглощение из-за перекрытия длинноволновогокрая спектра поглощения со спектром флуоресценции. Поэтомупри работе с лазерами на красителях лучше использовать растворыс концентрацией меньше 10~ 2М. Кроме того, при использовании малойконцентрации уменьшается вероятность того, что молекулы образуютпары, димеризуются. Такие молекулярные пары уменьшают число молекул,способных к генерации, эффективно понижая концентрацию, и могутпоглощать свет в области генерации красителя. Этанольные растворы7-диэтиламино-4-метилкумарина при концентрации больше 10~ 3Μ имеютотчетливый желтый оттенок. Весьма вероятно, что это поглощение, котороенаблюдается между 4300 и 5000 А, возникает из-за образования димеров.Поскольку стимулированное излучение в этом красителе имеетдлину волны 4600 А, надо избегать высоких концентраций.III. ГЕНЕРАЦИЯ В ЛАЗЕРАХ НА КРАСИТЕЛЯХГенерация в молекулах органических красителей включает в себястимулированное излучение между уровнями возбужденного синглетногосостояния Si и основного состояния S o. Спектр спонтанного излученияорганических молекул широкий, поскольку он возникает от переходовс ряда термически заселенных колебательно-вращательных уровней Siна множество колебательно-вращательных уровней S o. Поэтому приоптической накачке краситель может усиливать в широкой спектральнойобласти. Специфичная частота, на которой среда первоначально имеетусиление, достаточное, чтобы превысить потери оптического разонатора,зависит от относительных заселенностей уровней и частотных контуровсечений стимулированного излучения и поглощения. Анализ генерациив красителях осложняется тем, что кроме поглощения из основного состоянияможет быть значительным поглощение из возбужденного состояния S tи метастабильного состояния Τι. Обычно усиление в лазерах на красителяхявляется функцией: 1) заселенностей уровней, которые меняютсясо временем в течение оптической накачки, 2) частоты, определяемойспектрами излучения и поглощения, и 3) других свойств, таких как температура,концентрация и длина активной среды.