ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние триплетного уровня на двухфотонный коррелятор Группировка фотонов во времени из "Селективная спектроскопия одиночных молекул " Здесь большими и малыми буквами обозначены большие и малые скоростные константы соответственно. В спектроскопии одиночных молекул триплетный уровень кардинально изменяет временную и частотную зависимость двухфотонного коррелятора. Эти изменения и являются предметом нашего рассмотрения в данном пункте. [c.102] Новое пятое уравнение учитывает кинетику триплетного состояния, а третье и четвертое уравнения учитывают каналы ухода на триплетный уровень и прихода с него. [c.102] Если Гтз = 0. то при облучении светом триплетный уровень не будет заселяться. Нетрудно проверить, что в этом случае первая круглая скобка в формуле (8.21) обращается в нуль и эта формула переходит в формулу (8.10) предыдущего пункта, т. е. коррелятор будет достигать со временем постоянной величины, как демонстрируют рис. 3.2 а, б. Скорость нарастания коррелятора на этих рисунках определяется интенсивностью накачки. [c.104] Поскольку 70 -Ь й Г, а 70 - Л f , то временное поведение коррелятора можно легко предсказать. Коррелятор, равный нулю при t = О, с ростом времени будет нарастать, а потом начнет убывать, стремясь к постоянному значению. Такое поведение двухфотонного коррелятора можно видеть на рис. 3.4. Его нарастание определяется быстрым уменьшением члена с ехр[-(7о -Ь R)t] и практически не зависит от накачки к. Убывание коррелятора определяется медленным стремлением к нулю члена с ехр [-(7о - R)t]. Это убывание замедляется с уменьшением накачки к, что четко видно на рис. 3.4, где по оси абсцисс отложены порядки времен. Поэтому смещение спада в кривой коррелятора по оси абсцисс вправо (в сторону меньших времен) показывает уменьшение на порядки скорости распада. Постоянный уровень, к которому стремится коррелятор при больших временах, возрастает с уменьшением накачки. Этот факт легко понять, если учесть, что с уменьшением накачки уменьшается и заселение триплета, а следовательно, возрастает вероятность обнаружить молекулу в синглетном состоянии и, в частности, на уровне 1. Кривые на рис. 3.4 рассчитаны для случая точного резонанса, т. е. при Д = 0. В нерезонансном случае картина качественно сохраняется. [c.104] Триплетный уровень сильно изменяет вид распределения во времени спонтанно испущенных фотонов. Рассмотрим сначала распределение во времени фотонов, испущенных молекулой без триплетного уровня. Соответствующий двухфотонный коррелятор представлен на рис. 3.2. Он при больших временах достигает максимума и остается постоянным при увеличении времени t между регистрируемыми фотонами. Это означает, что два акта испускания фотона, разделенные большим временным интервалом не скоррелированы друг с другом, т. е. происходят независимо друг от друга. При малых временах t, наоборот, имеется весьма сильная корреляция. [c.104] Эффект группирования фотонов качественно можно объяснить так. При непрерывном облучении светом единственного хромофора он в течение времени to случайным образом совершает переходы между основным и возбужденным синглетными уровнями. Эти процессы отражает группа фотонов на рис. 3.5. Однако после случайного перехода хромофора в триплетное состояние он перестает поглощать свет и, следовательно, излучать. В этот период времени ti фотоны не испускаются, что и демонстрирует рис. 3.5. Эффект группировки фотонов неоднократно наблюдался в экспериментах с одиночными молекулами. [c.106] Эта замена привела к тому, что полуширина лоренциана при наличии триплет-ного уровня начинает зависеть от частоты Раби при ее значениях, которые на несколько порядков меньше, чем в случае отсутствия триплетного уровня. [c.107] Поскольку время оптической дефазировки Тг на один-два порядка меньше времени энергетической релаксации Ti, неравенство (8.31) вполне может бьггь совмещено со вторым и третьим неравенствами (8.30). Эти два неравенства показывают, при какой накачке полуширина лоренциана, описывающего двухфотонный коррелятор при больших временах, начинает зависеть от интенсивности накачки. [c.107] Второе неравенство, согласно формуле (8.12) для полуширины линии, отвечает случаю, когда в двухуровневой системе наступает насьпдение, т. е. полуширина линии начинает зависеть от интенсивности накачки. Третье неравенство отвечает случаю, когда мощ-ностное уширение линии появляется в трехуровневой системе, т е. в системе с триплетным уровнем. [c.107] Вернуться к основной статье