Введение к работе
Актуальность теми. Перестраиваемые лазеры на слоеных органических соединениях (ЛОС) в настоящее время широко используются во многих областях науки и техники. Большое внимание в развитии ЛОС удаляется поиску новых высокоэффективных органических соединений, улучшению оптических схем, совершенствованию источников накачки, повышению энергетических и ресурсных характеристик ЛОС. Генерационные характеристики активной молекулы сильно зависят от фото-физических свойств зе окружения: нейтральный буферный газ, жидкий растворитель, твэрдая матрица. Анализ обширных экспериментальных данных по генерационным характеристикам ЛОС ( пороговые накачки, КПД генерации ) приводит к двум выводам. Первый: число соединений, генерирующих в продольном варианте накачки в жидко-фазных ЛОС много больше, чей в газофазных ЛОС (ГЛОС). К настоящему времени в ГЛОС с продольной накачкой генерация получена практически лишь на одном соединении - РОРОР ( и его диметилпроиз-водной - ТОРОТ), а число соединений генерирующих при поперечном варианте накачки составляет около 60. Второй: КПД ГЛОС,как правило, сильно уступают КПД в ЛОС на растворах.
Важными характеристиками активных мошкул, которые проявляются в любых агрегатных состояниях, являются сечения поглощения б"г и СГ5 в нижних электронно-возбужденных Tj иЛт состояниях молекул на длинах волн излучения генерации ]Lr и накачки /і.ц. Это, так называемое, наведенное поглощение при мощном УФ лазерном возбуждении может приводить к эффективной двухступенчатой ионизации .активных молекул.
Последующая за ионизацией рекомбинация заряяс шых частиц сильно зависит от агрегатного состояния среда. Учёт маханиз-а ионизации-рекомбинации в генерационной модели ЛОС ранее не проводился, поэтому теоретические и экспериментальные исследования, пред-
ставленные в данной диссертации, позволяют по новому интерпретировать известные энергетические характеристики жидкостных и газофазных ЛОС, а так ке помогают объяснить трудности с получением генерации при накачке активных молакул пучком электронов или при возбуждении в электрическом газовом разряда. Сказанное выше определяет актуальность научной задачи, решаемой в настоящей диссертации: установление взаимосвязи между ступенчатой двухфотонной ионизацией активных молекул ЛОС и их генерационными характеристиками ( величины пороговых накачек, КПД генерации ).
Целью работы является выявление количественного влияния двухступенчатой ионизации активных молекул под действием намосекунд-ной УФ лазорной накачки и последующей рекомбинации заряженных частиц на генерационные характеристики ЛОС.
Задачи исследования. I) Теоретическое исследование модели ге
нерации ГІ0С с учётом ступенчатой двухфотонной ионизации активных
молекул под действием наносекундкой УФ лазерной накачки и последу
ющей рекомбинацией заряженных частиц. '
-
Получение экспериментального свидетельства эффективности ионизационно-реконоинационного механизма заселения Tj-состояний органических молэкул при умеренном давлении буферного газа (1*3 атм)
-
Установление соответствия между теоретическими и экспериьин-тальными величинами пороговых накачек для молекул РОРОР в растворе циклогексане ^ЦКГ).
-
Измерение величин сечений поглощения свободных ионов активных молекул.
Научная новизна работы. I) Развита модель генерации ЛОС с учётом двухступенчатой ионизации и последующей рекомбинацией активных молекул под дайствиом наносекундкой лазорной накачки для продольной
и поперечной схем возбуждения.
-
Установлена эффективность ионизационно-рекомбинационного механизма засаления триплетних состояний активных молекул в газовой фазе при уморенном давлении буферного газа.
-
Экспериментально установлена адекватность традиционной модели расчёта генерационных характеристик кидаофазных ЛОС, баз учёта ступенчатой ионизации активных молекул, при использовании в качестве растворителей неполярних углеводородов и активных молекул -ароматических и гетероароматичаских соединений.
-
Теоретически и экспериментально разработан двухимпульсный лазер-масс-спекгромэгрическии метод применительно к измерению сечений поглощения свободных ионов сложных органических соединений на длине волны накачки и в более длинноволновой области спектра.
Защищаемые положения:
-
Развитие модели генерации ЛОС с уч9Гм двухфотонной ионизации активных молекул под действием излучения наносекундной лазерной накачки для продольной и поперечной схем возбуждения.
-
Совокупность экспериментальных данных подтверждающих эффективность ионизационно-рекомбинационного механизма заселения триплетних состояний активных молекул в газовой фаза.
-
Экспериментальное доказательство адекватности традиционной модели расчета генерационных характеристик яидкофазных ЛОС, без учёта ступенчатой ионизации активных молекул, при использовании
з качестве растворителей неполярних углеводородов и активных молекул - ароматических и гетероароматичаских соединений.
4) Развитие двухимпульсного лазэр-масс-спектроиетричвского
іетода применительно к измерению сечений поглощения свободных
юнов сложных органических молекул.
- 4 -5) Величины сечений поглощения свободных ионов сложных органических соединений на длине волны накачки и в более длинноволновой области спектра.
Практическая данность результатов. I) Установлена отрицательная роль ионизационно-рекомбинационного механизма заселения трип-летных состояний активных молекул на генерационные характеристики ГЛОС при умеренных давлениях буферного газа. Доказано, что рассматриваемый механизм существенно сильнае ухудшает эти характеристики при продольном варианте накачки, чем в поперечном.
-
Учёт рекомбинационного механизма заселения триплотітьк состояний активных молекул может быть использован при интерпретации отрицательных результатов в экспериментах по получению генерации в ГЛОС при накачке пучком электронов или при возбуждении в электрическом газовом разряде.
-
Разработанный метод измерения сечений поглощения свободных ионов активных молекул может быть использован для исследования характеристик многофотонной диссоциации ионов сложных органических молекул.
Апробация работы, исновные материалы работы докладывались на международной конференции по лазерам и электрооптике ( США,Аризона,г.Финикс,1982), J? Макдународной конференции по люминесценции (Венгрия, г.Сегед,1982), JJ всесоюзной конференции по когеретной и нелинейной оптике ( г.Ераван,1У82), JT Всесоюзном симпозиуме по лазерной химии ( г.Звенигород,1982), 1Й_Международной конференции по когерентной и нелинейной'оптике ( г.Минск,1988), некдуяародаой конференции по лазерам и электрооптике ( США.Анахейм, 1988), Всесоюзном совещании "Люминесценция молекул и кристаллов" ( г.Таллия, 1987), Всесоюзном совещании по молекулярной люминесценции ( т.Ка-
- 5 -раганда,1У89), а также на ежегодных научных конференциях НИФХИ им.Л.Я.Карпова (1982-1988).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано ? печатных работ, в тон числе 5 статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит І2У страниц общего текста, 31 рисунок, 3 таблицы. Библиография содеркит 101 наименование.
