Люминесценция время жизни

Спонтанная люминесценция (рис. 34.1,6) отличается от резонансной флуоресценции тем, что после поглощения фотона молекула очень быстро (за время около с) безызлучательно переходит на уровень 3, с которого происходит излучение. Этот вид люминесценции характерен для сложных молекул в парах и растворах. Вынужденная люминесценция (рис. 34.1, в) характеризуется тем, что после поглощения кванта света молекула обычно безызлучательно попадает в состояние 4, которое имеет большее время жизни, чем время жизни возбужденного состояния 3. В результате внешнего воздействия она может попасть в состояние 3 и затем перейти в основное состояние 1 с испусканием фотона частоты vзl. В частности, если безызлучательный переход с уровня 4 на уровень 3 произошел за счет теплового движения молекул, то такая флуоресценция называется замедленной. [c.248]

Активный комплекс Растворитель Длина волны генерации, мкм Концентрация комплекса, моль/л Люминесцентное время Жизни. МКС Ширина линии люминесценции. M- [c.949]

Состав лазерной жидкости Длина волны генерации, мкм Концентрация активатора, моль/л Люминесцентное время жизни, МКС Ширина линии люминесценции,. СМ 1 [c.949]

Г. л. молекулярных систем возникает в процессе колебат. (вращательной) релаксации в возбуждённом электронном состоянии (рис.). Отношение интенсивностей горячей и обычной люминесценций в условиях стационарного возбуждения —Тр/Тд, где Тр — время жизни на возбуждённом колебат. уровне (время колебат. релаксации), — время жизни возбуждённого электронного состояния. Интенсивная Г. л. наблюдается для ряда свободных молекул в газах, а также у нек-рых двухатомных молекул в матрицах [c.517]

При определении формы отдельных или редко повторяющихся импульсов необходимо полностью снять корреляционную функцию за время следования отдельного импульса. В этом случае высокое временное разрешение и большая чувствительность достигаются при применении метода двухфотонной люминесценции. Типовая схема измерений показана на рис. 3.12. Молекулы возбуждаются одновременным поглощением двух фотонов— двухфотонным поглощением, после чего имеет место люминесцентное излучение света, длина волны которого может быть короче длины волны возбуждающего света. Процесс поглощения может считаться безынерционным при условии, что обратная ширина однородно уширенной линии мала по сравнению с длительностью импульса. При двухфотонном поглощении вероятность перехода пропорциональна квадрату интенсивности света в месте расположения молекулы, т. е. четвертой степени напряженности поля. Для сред, время жизни которых в возбужденном состоянии велико по сравнению с длительностью импульса, населенность верхнего уровня 2 как функция координаты 2 при двухфотонном поглощении определяется следующим выражением [c.120]

Методом оптических импульсов можно измерять лишь времена затухания люминесценции порядка 10 сек. В работе [7S применен метод сдвига фаз в интерферометре, который позволяет измерять времена жизни от 10" до сек. Измерения проводились на арсениде галлия, для которого было получено время люминесценции т, равное 3,0 10 сек. [c.292]

Отметим, что при многоступенчатом процессе затухания отдельные характеристические времена, вообще говоря, нельзя выделить. Возможны даже сдвиги фазы, превышающие я/2. Нужно быть осторожным и сложные люминесцентные полосы, которым может соответствовать разное время жизни, изучать отдельно, соответствующим образом фильтруя излучение. Частотой модуляции, или разностной частотой между оптическими модами источника, определяется наибольшее время жизни люминесценции, которое можно измерить изложенным выше методом. Этот предел можно увеличивать, пользуясь более длинными лазерами (которым соответствует более низкая частота модуляции). Можно также применять внешнюю модуляцию луча света. Минимальное время жизни, которое можно измерить, определяется тем, насколько точно устанавливается нуль интерферометра при условии, что в процессе измерения лучи не могут перемещаться по поверхности фотоприемника. Необходимо также производить компенсацию толщины фильтров. Такой метод позволяет устанавливать нуль с точностью до 10" длины волны модуляции, что соответствует времени затухания около 10 сек. [c.295]

Таким образом, для получения низких порогов генерации основные требования, предъявляемые к активным средам и резонаторам, следующие 1) малая полуширина линии спонтанной люминесценции 2) высокий квантовый выход люминесценции рабочего перехода (ц 1) 3) четырехуровневая схема функционирования активной среды (причем кТ, а время жизни активных центров на уровне [c.70]

Квантовый выход люминесценции с уровня Рз/2 и время жизни Та этого уровня В обоих стеклах с ростом температуры до 700 К уменьшаются — более заметно в силикатном стекле ГЛС-2, в котором Тг падает на 12 %, а квантовый выход — на 22 %, а в стекле ГЛС-22 падение меньше — квантовый выход на 8 %, а Та — на 6 %. [c.32]

Итак, мы будем понимать под люминесценцией избыток вторичного излучения над температурным, сопровождающий переход квантовой системы из заданного реального квантового состояния (время жизни которого превышает период световых колебаний вторичного излучения), в состояния с меньшей энергией. Длительность этого излучения должна превышать время фазовой релаксации поляризации среды. Процессы поглощения и люминесценции не зависимы и не когерентны между собой. Они также не связаны кинематически одновременным выполнением законов сохранения энергии и импульса. Спектральное распределение люминесценции обусловлено индивидуальными особенностями излучающего тела (ширинами и т. д.) и энергетическим распределением уровней, между которыми происходят переходы 0. [c.16]

Если радиационное время жизни делается сравнимым со временем релаксации, то в системе квазиравновесное распределение полностью не устанавливается. В этом случае излучение частично происходит из нескольких возбуждённых состояний. Такое излучение называют горячей люминесценцией. [c.18]

Взаимодействие с вакуумом поля излучения характеризует радиационное- время жизни Хг- Его обратная величина связана с вероятностью спонтанного излучения фотона в единицу времени. Такое излучение называют люминесценцией. При испускании фотона квантовая система переходит в более низкое энергетическое состояние, в частности в основное состояние. [c.576]

При теоретическом описании процесса комбинационного рассеяния следует иметь в виду, что фотоны в кристалле в области его прозрачности являются квантами поляритонов. При комбинационном рассеянии поляритон, теряя или приобретая энергию, смещается скачкообразно вдоль поляритонных ветвей, характеризующих дисперсию поляритонов (см. рис. 68). Выходящее при этом из кристалла излучение иногда неудачно называют люминесценцией из поляритонных состояний . В действительности же такое излучение не обладает общепринятыми свойствами люминесценции. Оно проявляется в результате комбинационного рассеяния поляритонов внутри кристалла. Время жизни такого излучения приблизительно совпадает со временем пролета кристалла фотоном той же частоты. [c.580]

На рис. 8.1, д показана схема переходов в случае мета-стабильной люминесценции-, ее называют также стимулированной люминесценцией. Прежде чем перейти на уровень высвечивания 2, центр люминесценции оказывается на промежуточном уровне 4. Этот уровень метастабнлгн — время жизни на нем весьма велико (в атомных масштабах) например, оно может быть порядка 10 — 1 с. Для перехода с уровня 4 па уровень 2 центр люминесценции должен получить дополнительную энергию. Это может быть энергия теплового движения или инфракрасного излучения от дополнительного источника света. Она обеспечивает переход центра на уровень 2, с которого тот переходит на уровень 1, высвечивая фотон. Таким образом, люминесценция оказывается в данном случае как бы стимулированной сообщением центру дополнительной энергии отсюда и термин стимулированная люминесценция . Надо заметить, что этот термин не очень удачен, поскольку стимулированный означает вынужденный , в то же время переход 2- 1 является, как всегда при люминесценции, спонтанным. [c.188]

Иттриево-алюминиевый гранат. Кристалл YgAljOia активируют ионами неодима, а также двойными примесями — Сг , Но + — и др. При введении неодима последний замещает в решетке граната трехвалентный иттрий. Наиболее интенсивная линия в сйектре люминесценции при температуре 77° К наблюдается при основной волне 1,0648 мкм,. Время жизни метастабильного состояния при концентрации Nd + около 3% составляет 200 мксек. Кристаллы с трехвалептными редкоземельными ионами имеют относительно узкие полосы поглощения, что затрудняет процесс накачки. Для повышения эффективности накачки вводят дополнительные элементы (сенсибилизаторы), передающие свою энергию возбуждения ионам-активаторам. Например, [c.221]

В процессе релаксации возможны излучательные переходы с квазиуровней, и в спектре люминесценции наблюдаются максимумы, разделённые интервалами nh i Q. Поскольку процессы LO-релаксации идут весьма быстро (т 10 11—10 с), интенсивность Г. л. обычно очень мала. Самый низкий уровень акситона, достигаемый при LO-релаксации, имеет значительно большее время жизни, т, к. дальнейшая релаксация возможна лишь с участием акустич. фопонов и идёт значительно медленнее. Поэтому Г. л. с нижнего уровня существенно интенсивнее, чем с более высоких (горячих) уровней экситона. [c.517]

Метод попярнзоваиной люминесценции основан на измерении степени (р) циркулярной поляризации рекомбинационного излучения (люминесценции) с участием ориентированных носителей. При наблюдении люминесценции вдоль возбуждающего луча р = (5). Если время жизни фотовозбуждённого неравновесного состояния т т , то наблюдается значит, величина Ро = ( + — п-)/(1г+ - - 11-), где — числа фотонов реком-бинац. излучения, поляризованных по правому и левому [c.438]

Рекомбинация. Время жизни носителей определяется рекомбинац. процессами, в результате к-рых исчезают электронно-дырочные пары, т. е. электроны возвращаются из зоны проводимости в валентную зону. Рекомбинация неравновесных носителей может сопровождаться излучением квантов света (люминесценция). [c.42]

С. у. с. выполняется при условии равновесного распределения системы по колебат. подуровням возбуждённого электронного уровня энергии сложной иог(екуды. Такое распределение устанавливается за времена 10 —10 с, т. е. значительно меньшие, чем времена жизни возбуждённых состояний (не менее 10 с), и, следовательно, оно предшествует возникновению излучат. квантовых переходов. При выполнении всех необходташх условий мопщость люминесценции на данной частоте v однозначно связана с коэф. поглощения света той же частоты [c.683]

В 1961 г. Е. Снитцером в качестве рабочего тела лазера с оптической накачкой был предложен ион неодима, помещенный в матрицу из стекла. Схема основных лазерных уровней иона неодима приведена на рис. 5.5. В отличие от рубинового лазер не неодиме работает по четырехуровневой схеме. Излучение лампы накачки активно поглощается целой системой полос, лежащих в диапазоне длин волн от 900 до 350 нм с временем жизни 10 "...10 с. В результате эффективных безызлучательных переходов возбуждение с этих уровней передается на метастабильный уровень " 3/2 > время жизни которого в случае стеклянной матрицы лежит в диапазоне 10 ". ..10 с в зависимости от концентрации неодима и марки стекла. Наиболее интенсивная линия люминесценции соответствует переходу на уровень V,, 2 с Х = 1,06 мкм. Ширина этой линии составляет 20...40 нм. Нижний лазерный уровень /и/г поднят над основным на 2,2-10 см . Из-за малого времени жизни этого уровня относительно безызлучательных переходов (10. ..10 ) и его низкой равновесной заселенности инверсия в данной схеме возникает при сравнительно низких уровнях возбуждения 1 Дж/см и таким образом, четырехуровневая схема ионов позволяет устранить один из наиболее серьезных недостатков рубиновых %/г м " ti,S-to n- лазеров. [c.177]

Линия лазерного перехода Ri рубина хорошо описывается лореицевой кривой, причем ее ширина на уровне 0,5 от максимального значения равна 330 ГГц (см. рис, 2.9), Измеренное значение сечения перехода в максимуме линии равно 0 = 2,5-10-20 (. ,2 Вычислите излучательпое время жизни (показатель преломления га = 1,76), Чему равен квантовый выход люминесценции, если при комнатной температуре наблюдаемое время жизни равно 3 мс [c.103]

Лазерный переход в Nd YAG хорошо описывается лореицевой кривой с шириной порядка 195 ГГц (определяемой иа уровне 0,5 от максимального значения) при комнатной температуре (см. рис. 2.9). Время жизни верхнего лазерного уровня т = 230 мкс, квантовый выход люминесценции лазерного перехода составляет около 0,42, а показатель преломления YAG равен 1,82. Вычислите сечение перехода в максимуме линии. [c.104]

Лазеры на красителях с синхронной накачкой. Сущность метода синхронной накачки заключается в модуляции коэффициента усиления активной среды с помощью оптической накачки импульсами, частота следования которых равна или кратна частоте обхода резонатора генерируемым импульсом. Выходное излучение синхронно-накачивае-мого лазера представляет собой непрерывный или ограниченный цуг импульсов, следующих синхронно с импульсами накачки. Для осуществления нестационарной модуляции усиления в активной среде импульсы накачки должны иметь длительность t , существенно меньшую, чем время жизни населенности рабочего уровня Ti, и энергию, превышающую пороговую для самовозбуждения лазера. Режим синхронной накачки эффективен в тех случаях, когда период следования импульсов накачки Ти превышает время жизни рабочего уровня, T Ti. В этой ситуации происходит быстрое формирование импульсов генерации из шумовых затравок спонтанной люминесценции. [c.248]

Методом временной спектроскопии люминесценции были проведены многочисленные исследования органических красителей. При этом были обнаружены люминесци-рующие Si-уровни с обратными временами жизни, составляющими несколько 10 с 1 (см., например, [16—20]). В ряде работ были предприняты попытки найти зависимость обратного времени жизни от структуры молекул, а также взаимодействия с растворителем. Предельно короткие времена жизни были найдены для молекул, которые в состоянии электронного возбуждения меняют пространственное распределение атомов и поэтому могут быстро перейти в в нелюминесцирующее состояние (см., например, [9.12] и цитированную там литературу). Этот конкурирующий процесс сильно снижает квантовый выход люминесценции. Поэтому в качестве активных сред для лазеров на красителях преимущественно применяют такие вещества, в которых подобная изомеризация предотвращается соответствующим образом подобранными присадками. [c.332]

Спектральные линии испускания регистрируются спектральными приборами как зависимость интенсивности (она прямо пропорциональна числу испущенных квантов) от длины волны или волнового числа (рис. 1,16, а). Последовательность спектральных линий, образующихся при различных однофотонных переходах молекул из возбужденных состояний в нижележащие и расположенных по длинам волн или волновым числам, называется спектром испускания (или эмиссионным спектром). Для перевода молекул в возбужденные состояния необходимы либо высокая температура, либо условия газового разряда, когда имеется много свободных электронов и ионов с большой энергией, либо электромагнитное излучение, либо экзотермическая химическая реакция. В последних двух случаях спектры спз скания называются спектрами люмииесценцни (иногда фотолюминесценций) и хемилюминесценции. Спектры люминесценции подразделяются в зависимости от времени жизни молекул в возбужденном состоянии на спектры фосфоресценции (времена жизни более чем 10-3—10 2 с) и спектры флуоресценции (времена л изни 10 — 10 с). Далее на рис. 1.29 приведен электронно-колебательновращательный спектр испускания молекулы ВО в условиях газового разряда, а на рис. 1.34 схема образования спектра флуоресценции. [c.45]

Попытки объяснить концентрациоппые влияния за счет многократного повторного поглощения люминесценции, которые в толстых слоях нри наличии взаимного перекрывания спектров поглощения и испускания имеют, безусловно, место, не увенчались каким-либо успехо.м. Этот чисто оптический эффект, как показал С. И. Вавилов, легко исключить, если все наблюдения производить в достаточно тонких слоях. И, наоборот, эффект уменьшения выхода, деполяризации, возрастания длительности и даже некоторое изменение спектра испускания (иеремещение его центра тяжести в красную сторону) можно получить и при очень разреженном состоянии вещества за счет увеличения толщины слоя. Но очевидно, что в этом случае ни о каком взаимодействии молекул за время жизни возбужденного состояния говорить не приходится. [c.541]

Типичными представителями лазеров, работающих по четырехуровневой схеме, являются лазеры на трехвалентных ионах группы лантанидов (N(1, Рг, Тт, Ос1, Но, Ег, УЬ) и актинидов (Мр, Ри, Ат и Ст). Большая роль в систематических исследованиях спектроскопических свойств лантанидов и актинидов принадлежит П. П. Феофилову. У этих элементов застраивающиеся оболочки 4/ и 5/ защищены от внешних полей двумя полностью заполненными оболочками 55 Ър или б5 6/ соответственно, благодаря чему влияние электрического поля решетки намного слабее сказывается на спектре люминесценции, чем в случае ионов группы переходных металлов. Наблюдаемые спектры люминесценции интерпретируются как переходы внутри незаполненной /-оболочки. Обычно имеют место переходы с одного из возбужденных термов /-оболочки на компоненты расщепления основногомультиплета. Благодаря указанной экранировке силы осцилляторов для переходов / — / в поглощении очень малы, порядка 10" — 10 , и соответственно время жизни спонтанной люминесценции порядка [c.79]

Спектр люминесценции состоит из четырех широких по-лос с длинами 0,9 мкм С/ з/2- 9/2) 1,06 мкм ( / 3/2 1/2) 1,33 мкм ( / 3/2- Лз/2) мкм ( / 3/2- Л5/2)- Наиболсб интенсивная полоса на длине волны 1,06 мкм. Ширина этой полосы порядка 20 нм.Время жизни метастабильного состояния / 3/2 существенно зависит от состава стекла и концентрации ионов неодима, изменяясь в пределах 10 ...10 с. С ростом процентного содержания иона время жизни метастабильного состояния сокращается из-за концентрационного тушения. Суммарный квантовый выход излучения — О, 43, а для полосы 1,06 мкм — 0,26. Причем квантовый выход этой полосы излучения почти не зависит от полосы возбуждения. [c.90]

Исходя из данного определения люминесценцию можно разделить на флуоресценцию и фосфоресценцию. Флуоресценция происходит на электродипольных квантовых переходах между состояниями одинаковой мультипольности (одинакового спина). Радиационное время жизни по отношению к флуоресценции равно 10 ч- 10 с. Фосфоресценцией называется излучение, сопровождающее переходы между состояниями разной мультипольности. В силу спинового запрета радиационное время жизни фосфоресценции в миллионы раз превышает радиационное время жизни флуоресценции, если соответствующие им квантовые переходы отличаются только спиновыми состояниями. [c.17]

Время жизни или время свободного пробега экситона в кристалле может быть грубо оценено по измерению уширенпя бесфононных линий люминесценции из экситонных состояний. В кристалле dS при 4°К ширина линии состояния n= Ai равна примерно 3 см , что соответствует времени свободного пробега экситона 10" 1 сек. При повышении температуры увеличивается вероятность рассеяния экситона на фононах и время жизни экситона уменьшается. При повышении температуры до 77 время жизни экситона в dS уменьшается в 5 раз. [c.321]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...