Переходы безызлучательные вероятность

Тушение люминесценции. Под этим термином понимают уменьшение выхода люминесценции, обусловленное различными факторами, приводящими к относительному возрастанию вероятности безызлучательных переходов центров люминесценции (по сравнению с вероятностью излучатель-пых переходов). Тушение люминесценции может наблюдаться при добавлении в люминофор специальных примесей— центров тушения. Энергия возбуждения передается от центров люминесценции к центрам тушения, которые затем переходят в основное состояние за счет безызлучательных переходов. Интересно, что тушение люминесценции наблюдается и при достаточно сильном повышении концентрации самих центров люминесценции в этом случае говорят о концентрационном тушении. [c.194]

При спонтанной люминесценции (рис. 66, б) после возбуждения также осуществляется переход молекулы с уровня Ео на уровень Еь откуда молекула безызлучательным путем (волнистая стрелка) переходит на более низкий возбужденный уровень Ег, с которого она, излучая квант люминесценции, возвращается на исходный невозбужденный уровень Ео. Излучаемый квант оказывается меньше поглощенного кванта. Спонтанная люминесценция наблюдается в парах и растворах сложных молекул, а также у примесных центров твердых тел. При резонансной и спонтанной люминесценциях вероятность перехода молекулы из возбужденного состояния в нормальное определяется ее внутренними свойствами и практически не зависит от свойств окружающей среды, в частности от ее температуры. [c.170]

Возбуждение кристалла рубина осуществляется методом оптической накачки с помощью импульсных источников света большой мощности. Поглощая излучение накачки в зеленой и синей областях спектра, ионы хрома переходят с основного уровня Аз (рис. 112) на уровни / 1 и представляющие собой широкие полосы. Часть возбужденных ионов с этих уровней снова возвращается в основное состояние Мз, а часть (путем безызлучательных переходов) попадает в состояние Е, включающее два близко расположенных уровня 2Л и Е. Вероятность перехода с этих уровней в основное состояние очень мала, вследствие чего они имеют большое время жизни (- 3 мс). На таких уровнях, называемых метастабильными, происходит накопление возбужденных ионов. [c.295]

При переходе же к режиму генерации практически все излучение концентрируется в плоскости р — ft-перехода, распространяясь перпендикулярно отражающим граням. Кроме того, при / > /дор вследствие роста вероятности вынужденных оптических переходов увеличивается отношение вероятностей излучательной и безызлучательной рекомбинации. Все это приводит к резкому росту мощности излучения и излому кривой зависимости от тока I при / = /пор (рис, 12.22). [c.343]

Наиболее простая трехуровневая система получения инверсной заселенности представлена на рис. 1.7, а. Инверсия создается в ней между метастабильным уровнем 2 и основным уровнем 1. Заселение уровня 2 осуществляется через уровень 3 путем безызлучательного релаксационного перехода 3 2, происходящего с вероятностью 5з2- Остальными безызлучательными переходами для простоты пренебрежем. Их учет не изменит правильности конечного результата. Если обозначить вероятности прямых и обратных переходов между уровнями 7 и 5 и 7 и 2 соответственно Wn, Wi, W12 и W2, [c.30]

Прежде всего напомним, что безызлучательные переходы ионов совершаются под воздействием колебаний решетки (фононов) и при этом энергия иона переходит в тепловую энергию кристаллической решетки. Поэтому чем ближе частота фонона к частоте атомного перехода, тем с большей вероятностью будет совершаться данный атомный переход. Спектр фононных колебаний кристаллической решетки АИГ имеет много частот, верхняя граница которых соответствует энергии фононов 850—860 см" [22, 25, 30]. Для уровней энергии, расстояние между которыми меньше или сравнимо с этой энергией фононов, безызлучательные переходы близки к резонансным и их время оказывается очень малым (примерно [c.19]

Применительно к реальной схеме энергетических уровней ионов неодима в гранате интересующие нас оптические переходы могут происходить с уровней накачки, включая уровень Рз/2 аниз, на мультиплеты h/2—" /15/2. Все эти переходы запрещены и их время жизни составляет 10 " с. С другой стороны, энергетические рассто-яния внутри или между соседними уровнями (мультиплетами) накачки, включая уровень " 3/2 относительно невелики по сравнению с энергией фононов. Поэтому вероятности безызлучательных переходов между ними велики, а время жизни оказывается малым (примерно 10 с). [22, 28, 30]. Следовательно, ионы, попадая на [c.20]

Вероятность безызлучательных переходов ионов с метаста- [c.29]

Затем с большой вероятностью безызлучательного перехода квантовые частицы переходят на метастабильный уровень [c.62]

Следует отметить, что время жизни на подуровнях 2А и при 293 К равно 4,2 10 и 2,9 10" с соответственно. Однако из-за большой вероятности безызлучательных переходов между ними метастабильное состояние характеризуется средним временем жизни 3,4 10" с. [c.76]

Поскольку квантовый выход люминесценции рабочего перехода 0,6, то соответственно пороговую мощность накачки следует увеличить до 43 Вт см" . Если же учесть эффективность осветителя и поглощения накачки, то необходимая мощность накачки окажется порядка сотен ватт в кубическом сантиметре. Оценим вероятность заполнения уровня 2 во время стационарной генерации при повышении порога генерации на 10 %. В этом случае с учетом безызлучательных потерь энергии между уровнями 4 3 и 2 1 мощность генерации будет равна [c.87]

При нарушении же термодинамического равновесия происходит перераспределение частиц по уровням со скоростями, определяемыми вероятностями переходов. Определим условия, позволяющие получить инверсию на переходе 3 2 в результате быстрого охлаждения. Очевидно для этого нужно, чтобы скорость безызлучательного ухода частиц с третьего уровня была намного меньше скорости ухода со второго, т. е. [c.104]

Антистоксовое охлаждение. Представим себе систему невзаимодействующих примесей в твёрдом теле. Предположим, что эти примеси имеют очень простую энергетическую структуру основное состояние, которое условно назовём 1 , и возбуждённое состояние, представляющее из себя пару уровней 2 и 3 (рис. 1.6,а). Для иллюстративных целей, предположим также, что расщепление между уровнями 2 и 3 составляет самое большее несколько хТ, где я — постоянная Больцмана, Г — температура, которую имеет образец. Такое предположение обеспечит нам, что эти два уровня будут быстро, за время порядка нескольких наносекунд (нередко и пикосекунд [70]), возвращаться в состояние термодинамического квазиравновесия друг с другом, если это равновесие будет нарушено. В то же время мы потребуем, чтобы расстояние между уровнями основного и возбуждённого состояний по меньшей мере на порядок превышало это расщепление. Согласно известному правилу о соотношении между вероятностью безызлучательного перехода и энергией перехода [43], это обеспечит нам то, что процессами безызлучательной релаксации между этими состояниями можно пренебречь. Таким образом, возбуждение атомов из верхнего состояния может распадаться в основное состояние только с излучением фотона. Математически это означает, что квантовый выход люминесценции этой системы близок единице на каждый поглощённый на данном переходе фотон излучается также один фотон. [c.42]

Описанные случаи подразумевают высокий энергетический выход конечного перехода 1 О и отсутствие центров паразитного поглощения, таких как тяжёлые изотопы СО и СЫ , или других неконтролируемых примесей. Эффективность этих схем охлаждения определяется такими параметрами, как отношение вероятностей безызлучательных переходов между рабочими уровнями к вероятностям прочих возможных механизмов распада возбуждения, и такими как способность поглощения оптических переходов при накачке. Что касается рассмотрен- [c.47]

Между уровнями i и j помихмо спонтанных и вынужденных переходов, сопровождаемых излучением или поглощением фотонов, возможны также и безызлучательные переходы, определяемые вероятностями djj и djt, когда энергия перехода передается или получается атомом без излучения. [c.9]

Последняя по смыслу аналогична величине (1.51) и может быть понята как разность между энергией фотона флуоресценции и энергией фотона накачки НРцак- Вклад в энергию фотона флуоресценции равен энергетической доле спонтанных оптических переходов (их вероятности Aij) в общем числе всех переходов, включая безызлучательные (их вероятности Tij). Поэтому можно записать [c.79]

В источниках света необходимо добиваться максимального значения параметра, называемого внутренней квантовой эффективностью Пвнут- О определяется отношением числа генерируемых фотонов к числу носителей, пересекающих переход. Ясно, что эта величина зависит от относительной вероятности излучательных и безызлучательных переходов. Эта вероятность в свою очередь зависит от структуры перехода, примесных уровней в полупроводнике и от типа полупроводника. [c.218]

При непрерывном возбуждении или возбуждении достаточно длинным импульсом в момент мгновенного прекращения возбуждения интенсивность люминесценции начинает уменьшаться. Для характеристики продолжительности затухания используется понятие времени жизни возбужденного состояния. Для его количественного определения рассмотрим основной I и возбужденный (флуоресцентный) 2 уровни энергии какой-либо системы (рис. 34.10). Пусть в момент прекращения возбуждения ( = 0) в верхнем состоянии находится 2о частиц. Если предположить, что безызлучательные переходы отсутствуют, а вероятность переходов 2 1 с испусканием равна Лгь то число переходов за время от t до t + dt равно А2 П2сИ. Следовательно, уменьшение числа возбужденных частиц за время сИ равно (1п2 — A2 n2dt. Интегрируя это уравнение с учетом начальных условий, получаем [c.259]

Наличие наряду со спонтанными безызлучательных переходов, вероятность которых равна ijfsi, приводит к более быстрому уменьшению числа частиц на возбужденном уровне. Закон затухания при этом будет иметь вид [c.260]

Для эффективной работы активатор должен иметь широкую полосу или группу интенсивных полос поглощения, соответствующих переходам на уровни, лежащие выше метастабильного уровня. Причем вероятность безызлучательных переходов с этих уровней на ме-тастабильный уровень должна быть больше, чем на основной. Выполнение этого требования позволяет значительно увеличить кпд лазера. В спектрах поглощения активного материала должны отсутствовать линии поглощения на длине волны генерации лазера, поскольку это сделает эффект генерации вынужденного излучения неэффективным. [c.66]

Вольфрамат кальция. Кристалл aW04 имеет тетрагональную структуру. Вольфрамат кальция активируют неодимом и некоторыми другими редкоземельными элементами. Трехвалентные ионы замещают в решетке двухвалентные Са " для компенсации вводят одновалентные ионы Na" , К или Li , что приводит к снижению требуемой энергии накачки. Активные элементы имеют форму стержней с d sg 10 мм, / = 75 мм. Энергетическая диаграмма ионов неодима в вольфрамате кальция может быть сведена к четырехуровневой системе (рис. 16.4, б). Третий уровень содержит несколько полос поглощения, охватывающих интервал длин волн 590—880 мкм. Из полос поглощения возбужденные ионы переходят на верхний уровень 2 ( / 3/2) из-лучательного перехода 2- 4. Генерация возникает при переходе с уровня Рг/2 (2) на уровень Fm/2 (4) последний при нормальных условиях почти не населен, поэтому пороговая энергия генерации невелика. Переходы 2- 4 совершаются с излучением фотонов, переходы 4- 1 носят безызлучательный характер. Промежуточные уровни fi5/2 и / 13/2 характеризуются малой вероятностью перехода на них частиц. Излучение ионов наблюдается главным образом на волне [c.220]

Из (12.26) следует, что для получения максимальной внутренней эффективности светодиода следует по возможности увеличить отношение вероятности излучательной рекомбинации к безызлуча-тельной. Безызлучательная рекомбинация, как правило, определяется в основном глубокими рекомбинационными центрами, излу-чательная же идет обычно в результате межзонных переходов (рис. 12.11, а), переходов из зоны проводимости на мелкие акцепторные уровни (рис. 12.11, 6) или с мелких донорных уровней в валентную зону (рис. 12.11, б). Вероятность безызлучательной рекомбинации можно уменьшить, очистив полупроводник от глубоких рекомбинационных центров. Сделать это очень трудно, так как сечение захвата носителей некоторыми примесными центрами, например медью, велико и требуется очень высокая степень очистки оттаких примесей. Поэтому качество светодиодов в значительной мере зависит от степени очистки исходных материалов и совершенства технологии изготовления диодов. [c.332]

Различают низко- и высокотемпературные ЛЦО. Так, для квазиатомных Fа- и / д-цептров величина кванта тепловых потерь (стоксов сдвиг) в неск. раз превосходит энергию излучат, перехода, что вызывает увеличение с ростом Т вероятности безызлучательных релаксационных переходов 8 и падение квантового выхода люминесценции и накладывает ограничение на рабочую темп-ру лазера Г<200 К). Напротив, малые по сравнению с энергиями излучат, переходов боличнлы кванта тепловых потерь для квазимолекулярных цент- [c.566]

Люминесцировать могут вещества во всех агрегатных состояниях — газы и пары, растворы органич. веществ, стёкла, кристаллич. вещества осн. условие — наличие дискретного спектра. Вещества с непрерывным энергетич. спектром (напр., металлы в конденсированном состоянии) не люминесцируют, т. к. в них энергия возбуждения непрерывным образом переходит в теплоту. Кроме того, для возникновения Л. вероятность излучат, переходов должна превышать вероятность безызлучательного. Соотношение между этими вероятностями определяет эффективность Л. Интенсивность Л. зависит от интепсивности возбуждения, поэтому не может служить характеристикой Л. Более однозначная характеристика — выход Л. — отношение энергии Л. к поглощённой энергии возбуждения (при фотолюминесценции — квантовый выход Л.— стиошение числа испущенных и поглощённых квантов света). [c.624]

Тушение люминесценции. Повышение вероятности безызлучательных переходов влечёт за собой тушение Л. Эта вероятность зависит от мн. факторов, возрастает, напр., при повышении темп-ры (температурное тушение), концентрации люминесцирующих молекул (концентрационное тушение) или примесей (примесное гушеиие). Тушение Л. зависит как от природы люминесцирующего вещества н его агрегатного состояния, так и от внеш. условий. [c.624]

Интенсивность характеристич. спектра (как первичного, так я флуоресцентного) зависит от вероятности Pf излучат, перехода атома с вакансией ва 5-уровне, к-рая определяется суммарной вероятностью испускания фотонов при заполнении данной вакансии злек-троном каждого из вышерасположенных уровней. Однако с вероятностью та же вакансия может заполняться электроном безызлучательно в результате аже-эффекта. Для Я-серин средних и тяжёлых элементов Рг Ря1 для лёгких элементов р, < р . Для остальных серий всех элементов р, < рл- Отношение 1 РгИРт + Ра) ваз. выходом характеристич. излучения. [c.362]

Длинноволновая гранигш эфф. генерации Т. л. с ламповой накачкой (при комнатной темп-ре) w3- -3,5 мкм. При меньших энергетич. зазорах вероятность многофо-нонных безызлучательных переходов оказывается существенно больше вероятности излучения, что обусловливает [c.50]

Влияние триплетного уровня на двухфотонный коррелятор. Группировка фотонов во времени. Практически каждая сложная органическая молекула кроме синглетных электронных уровней имеет целый набор и триплетных уровней. Основное электронное состояние подавляющего числа органических молекул имеет нулевой спин, т. е. является син-глетным, а нижний триплетный уровень, как правило, расположен ниже первого возбужденного синглетного уровня (рис. 3.3). Хотя прямые переходы с поглощением и испусканием света между синглетными и триплет-ными уровнями практически запрещены, триплетный уровень будет все же сильно влиять на синглетный 0-1 переход, так как существует заметная вероятность безызлучательной интеркомбинационной конверсии, т. е. [c.101]

Посмотрим теперь, что происходит, когда на молекулу действует электромагнитное излучение. Прежде всего папомппм, что правила отбора требуют, чтобы А5 = 0. Следовательно, син-глет-синглетные переходы являются разрешенными, а синглет-триплетные—запрещенными. Поэтому благодаря взаимодействию с электромагнитным излучением молекула может перейти из основного состояния 5о на один из колебательных уровней состояния Si. Поскольку вращательные и колебательные уровни являются неразрешенными, спектр поглощения будет представлять собой широкий бесструктурный переход, что и видим на рис. 6.29 для родамина 6G. Важная особенность красителей состоит в том, что они имеют чрезвычайно большую величину ди-польного матричного элемента ц. Это объясняется тем, что л-электроны свободно движутся на расстояниях, сравнимых с размером молекулы а, а поскольку а — достаточно большая величина, ц также велико (ц еа). Отсюда следует, что сечение поглощения а, которое пропорционально также велико ( 10 см ). Молекула в возбужденном состоянии релакси-рует за очень короткое время (безызлучательная релаксация, Тбезызл 10 с) на самый нижний колебательный уровеньсостояния 5ь С этого уровня она совершает излучательный переход на некоторый колебательный уровень состояния So (флуоресценция). Вероятность перехода определяется соответствую- [c.390]

Для больших интервалов )между электронньши. уров-нями безызлучательные переходы сопровождаются одновременным рождением многих фононов кристаллической решетки (становятся многофононным процессом), вероятность которого резко па дает. Для кристаллов АИГ расстояния между уровнями 5с(00 см- время безызлучательной 1мно1>офононной релаксации составляет примерно 0 с [c.20]

Работа лазера без генерации (например, на стадии накопления инверсии в моноимпульсном генераторе) сопровождается более высоким относительным тепловыделением по сравнению с излучающим лазером (формулы 3 и 4 табл. 14), так как во время генерации из-за большой вероятности вынужденных переходов практически вся запасенная на верхнем рабочем уровне энергия преобразуется в излучение, а без генерации, наряду с излучательными переходами, происходят безызлучательные переходы на нижележащие уровни (квантовый выход люминесцен- [c.127]

Помимо вызванного спонтанным излучением уменьшения населенности верхнего уровня существуют еще и другие переходы, не индуцированные полем излучения и изменяющие населенности уровней. Эти переходы называются безызлучатель-ными и являются релаксационными процессами. В газах они вызываются, например, соударениями между молекулами, а в твердых телах их причиной может служить, например, взаимодействие с кристаллической решеткой. При этих процессах происходит обмен энергией. (Безызлучательная релаксация может вызывать также переходы на другие уровни, непосредственно не участвующие в процессе.) Для составления баланса средней населенности представляет интерес только соответствующая полная вероятность перехода, которая строится как сумма вероятностей отдельных переходов. [c.21]

Интенсивность и форма спектра, а также длительность неравновесного излучения твердого тела, возникающего при поглощении возбуждающего света, изменяются с температурой. Имеются два параллельных механизма, под действием которых распадается возбужденное состояние испускание кванта света и безызлучательный переход на основной уровень. При увеличении температуры с большей вероятностью происходит безызлучательный распад возбужденных состояний после поглощения света. По этой причине интенсивность люминесценции падает с температурой. Для наиболее простого случая запишем уравнение для скорости, с которой измененяется концентрация п возбужденных уровней вследствие излучательных (с частотой и безыз-лучательных (с частотой переходов [c.86]

Принцип детального равновесия позволяет также получить соотношение между вероятностями неоптических безызлучательных) переходов к и с1к1- Механизм неоптических переходов может быть самым разнообразным. В основе его лежит внутримолекулярное или межмолеку-лярное взаимодействие отдельных степеней свободы. Детальное равновесие требует, чтобы [c.20]

Идея тепловой накачки предложена Н. Г. Басовым и А. Н. Ораевским в 1963 г. и заключается в следующем. Рассмотрим трехуровневую систему (рис. 11.8) с вероятностями безызлучательных переходов и [ и- [c.103]

Наряду с оптическими переходами между уровнями энергии на практике возможны различные безызлучательные или неоптические переходы. Они отсутствуют только для очень простых и изолированных систем. Реальные же системы подвержены действию внешней среды. Вероятности неоптических переходов могут иметь различное значение в зависимости от характера взаимодействия. В сложных системах переходы между состояниями г ] Е > Е ) происходят также в результате внутренних взаимодействий, причём высвобождающаяся энергия преобразуется в другие её формы. Безызлучательные переходы в состояния с меньшей энергией, в частности в основное состояние, определяются временами релаксации Тбезызл- Такие процессы релаксации уменьшают общее время жизни т состояния [c.17]

В 1961 году на второй международной конференции по квантовой электронике С. Ятсив [88] впервые представил рассмотрение цикла охлаждения, изображённый на рис. 1.7. Он рассмотрел две группы энергетических уровней, среди которых одна или сразу обе имеют подуровни. Расстояние между подуровнями составляло энергетическую щель порядка кТ, а сами группы отделены друг от друга значительной энергетической щелью. Заметим, что при низких температурах величина расщепления между подуровнями может подстраиваться внешним магнитным полем. В сообщении указывалось, что необходима щель между возбуждённым и основным состояниями размером не менее 10000 см поскольку это весьма удобно как с точки зрения накачки, так и для уменьшения вероятности безызлучательной релаксации между группами подуровней. Чтобы возбуждать отдельные переходы с верхнего подуровня группы основного состояния на нижний подуровень группы возбуждённого состояния, необходим узкополосный источник излучения таким образом, стоксовая эмиссия будет исключена. С. Ятсив предложил три типа оптической накачки для реализации такого эксперимента (1) мощная дуговая лампа, свет которой пропускается через монохроматор (2) предварительно возбуждённый лампой-вспышкой идентичный охлаждаемому образцу кристалл, флуоресценция которого, проходя через фильтр, будет иметь в спектре лишь длинноволновую часть (3) подходящий оптический мазер. [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...