1971 г. Ноябрь Том 105, вып. 3 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК М ...
1971 г. Ноябрь Том 105, вып. 3 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК М ...
1971 г. Ноябрь Том 105, вып. 3 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК М ...
- No tags were found...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
528 <strong>М</strong>. БАСС, Т. ДЕЙЧ, Μ. ВЕБ ЕРнапример 5Ί и 7Ί, также мо<strong>г</strong>ут происходить безызлучательные переходы(син<strong>г</strong>лет-триплетная конверсия). <strong>М</strong>олекулы растворителя, растворенныепарама<strong>г</strong>нитные примеси, такие, как О 2, или тяжелые атомы с большимспин-орбитальным взаимодействием мо<strong>г</strong>ут добавлять в каждое состояниекрасителя некоторое число обоих спиновых состояний *). Это увеличиваетвзаимодействие син<strong>г</strong>летных и триплетных молекул и повышаетскорость син<strong>г</strong>лет-триплетной конверсии. Время жизни молекулы в состоянииТ\ может быть длительным (порядка 10~ 3сек) при тщательном удалениикислорода из раствора или коротким (порядка 10~ 7сек) для раствора,обо<strong>г</strong>ащенно<strong>г</strong>о кислородом.Син<strong>г</strong>лет-триплетная конверсия уменьшает количество молекул в состоянииiS\, способных перейти с излучением в состояние S o, и такимобразом уменьшает возможный квантовый выход флуоресценции. Заселяяметастабильное состояние 7\, син<strong>г</strong>лет-триплетная конверсия может такжевызвать потери на триплетное по<strong>г</strong>лощение, которые увеличиваютсяс ростом возбуждения красителя. Если эти потери имеют те же частоты,что и флуоресценция, это может препятствовать возникновению <strong>г</strong>енерацииили приводить к срыву <strong>г</strong>енерации.Наряду с син<strong>г</strong>лет-триплетной конверсией для молекулы в состоянииΤι имеется небольшая вероятность совершить излучательный переходв состояние S o. В этом случае излучение называется фосфоресценцией,скорость е<strong>г</strong>о затухания во мно<strong>г</strong>о раз меньше, чем флуоресценции.Процесс релаксации внутри состояния S oможет быть совершенно·различным в разных красителях. Для некоторых цианиновых красителейв растворах при комнатной температуре, например для криптоцианинав метаноле, при интенсивном облучении рубиновым лазером с модулированнойдобротностью наблюдается «прожи<strong>г</strong>ание дырки» в спектре 22 - 24 .Это является доказательством неоднородно<strong>г</strong>о уширения основно<strong>г</strong>о состоянияв течение лазерно<strong>г</strong>о импульса 3 ·10~ 8сек. Такой краситель термализуетсяза время большее, чем ·~10" βсек. В дру<strong>г</strong>их красителях, напримерфталоцианине алюминия, «прожи<strong>г</strong>ания дырки» не наблюдается; онимо<strong>г</strong>ут рассматриваться как быстро термализующиеся 24 . Хотя скороститермализации красителей в основном электронном состоянии мо<strong>г</strong>ут широковарьировать, все же мало вероятно, чтобы какие-либо красителив растворах при комнатной температуре дости<strong>г</strong>али теплово<strong>г</strong>о равновесияза время значительно больше 10~ 6сек.Процесс <strong>г</strong>енерации на растворах красителей включает в себя стимулированноеизлучение между низко расположенными уровнями 5Ί и высокорасположенными уровнями S o. Схема энер<strong>г</strong>етических уровней показывает,что по<strong>г</strong>лощение и излучение происходят между четырьмя уровнямимолекулы красителя, что приводит к тому, что необходимая для <strong>г</strong>енерацииинверсия должна быть невелика. В <strong>г</strong>л. III мы покажем, что относительнаяинверсия заселенности, необходимая для <strong>г</strong>енерации красителяв обычном резонаторе, значительно меньше 0,5, что подтверждает предположениео четырехуровневой схеме <strong>г</strong>енерации. Однако получить такуюинверсию неле<strong>г</strong>ко, поскольку требуется высокая мощность оптическойнакачки для то<strong>г</strong>о, чтобы превзойти уменьшение заселенности уровня S tиз-за спонтанно<strong>г</strong>о излучения.*) Для тяжелых ионов <strong>г</strong>ало<strong>г</strong>енов, входящих в некоторые ионные красители(см. табл. II), характерно большое спин-орбитальное взаимодействие, способствующеесин<strong>г</strong>лет-триплетной конверсии. Однако если эти ионы присутствуют в растворетолько из-за диссоциации молекул красителя, то их слишком мало и они слишком,отдалены от молекул красителя, чтобы оказывать влияние.