Влияние наведенных потерь на спектральную эффективность генерации этанольных растворов красителей различных классов

  • Викентий Викентьевич Тарковский Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, ул. Ожешко, 22, 230023, г. Гродно, Беларусь

Аннотация

Исследована эффективность генерации ряда этанольных растворов красителей в зависимости от длины волны когерентной накачки микросекундной длительности. Показано, что максимальная эффективность генерации достигается при накачке не в максимум основной полосы спектра поглощения красителей. В определенных для каждого красителя спектральных диапазонах наблюдается падение КПД генерации. Проанализированы причины указанного явления – триплет-триплетное и синглет-синглетное поглощение. В рассматриваемом случае основную роль играет поглощение излучения накачки в системе возбужденных синглетных уровней с образованием долго- и короткоживущих фотопродуктов, которые поглощают в области усиления, но в генерации не участвуют. Исследование кинетики люминесценции красителя DCM показало, что еще одной причиной появления наведенных потерь выступает нелинейное рассеяние излучения в растворе красителя, которое возникает вследствие нестационарной самодифракции излучения накачки на фазовых шумовых решетках, формирующихся в результате тепловыделения при поглощении света в канале возбужденных синглетных уровней в просветляющемся растворе красителя. Эксперименты по зондированию наведенных потерь и пикосекундная спектроскопия подтвердили появление в определенных спектральных интервалах микросекундной когерентной накачки термооптических искажений активной среды.

Биография автора

Викентий Викентьевич Тарковский, Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, ул. Ожешко, 22, 230023, г. Гродно, Беларусь

кандидат физико-математических наук; доцент кафедры теоретической физики и теплотехники физико-технического факультета

Литература

  1. Artemiev NM, Batishche SA, Bortkevich AV, Eremenko AS, Malinin BG, Mostovnikov VA, et al. [Highly efficient microsecond dye solution laser converter]. Zhurnal prikladnoi spektroskopii. 1987;47(5):719–723. Russian.
  2. Batishche SA, Mostovnikov VA, Tarkovsky VV. [Wide-range microsecond dye laser with two-stage excitation]. Kvantovaya elektronika. 1995;22(7):651–652. Russian.
  3. Batishche SA, Mostovnikov VA, Tarkovsky VV. [Investigation of amplifying circuits of microsecond dye lasers with two-stage excitation]. Pribory i tekhnika eksperimenta. 1995;4:130–137. Russian.
  4. Batishche SA, Ganzha VA, Mostovnikov VA, Malevich NA, Perlov DI, Shifrin VP. [Investigation of the operation of a laser system based on dye solutions pumped by nanosecond high-power radiation pulses]. Zhurnal prikladnoi spektroskopii. 1983;39(6):934–938. Russian.
  5. Tarkovsky VV, Kurstak VYu, Anufrik SS. [Dependence of the generation efficiency on the excitation frequency during pumping of a solution of rhodamine 6G by microsecond laser pulses]. Zhurnal prikladnoi spektroskopii. 2002;69(6):747–750. Russian.
  6. Tarkovsky VV, Kurstak VYu, Anufrik SS. [Anomalous dependence of the generation characteristics of dye solutions on the spectral composition of the exciting radiation during microsecond coherent pumping]. Kvantovaya elektronika. 2003;33(10):869–875. Russian.
  7. Dzyubenko MI, Naumenko IG, Pelipenko VP, Soldatenko SE. [Visible dye laser with high efficiency]. Pis’ma v ZhETF. 1973;18(1):43–46. Russian.
  8. Rubinov AN, Tomin VI. [Optical quantum generators and their applications]. In: Mirimanov RG, editor. Radiotekhnika [Radiotechnics]. Moscow: Russian Institute for Scientific and Technical Information; 1976. p. 5–127 (Itogi nauki i tekhniki; volume 9). Russian.
  9. Batishche SA, Ganzha VA, Mostovnikov VA, Perlov DI, Shifrin VP. [Spectral characteristics of absorption in the channel of excited singlet levels for ethanol solutions of coumarin, rhodamine and oxazine dyes]. In: Lazery na osnove slozhnykh organicheskikh soedinenii i ikh primenenie. Tezisy Tret’ei Vsesoyuznoi konferentsii; 10–12 sentyabrya 1980 g.; Uzhgorod, Rossiya [Lasers based on complex organic compounds and their applications. Abstracts of the 3rd All-Union conference; 1980 September 10–12; Uzhgorod, Russia]. Minsk: Institute of Physics of the Academy of Sciences of the BSSR; 1980. p. 233–235. Russian.
  10. Batishche SA, Gurlenya VI, Malevich NA, Mostovnikov VA, Myshalov PI, Tatur GA. [Peculiarities of creating high-power wide-range laser systems based on dye solutions]. Zhurnal prikladnoi spektroskopii. 1986;44(2):214–219. Russian.
  11. Batishche SA, Malevich NA, Mostovnikov VA. [On the mechanism of non-linear scattering of nanosecond radiation in dye solutions]. In: Rubanov AS, editor. Obrashchenie volnovogo fronta lazernogo izlucheniya v nelineinykh sredakh. Materialy II Vsesoyuznoi konferentsii; 27–29 oktyabrya 1989 g.; Minsk (Raubichi), Belarus’ [Reversal of the wave front of laser radiation in non-linear media. Materials of the 2nd All-Union conference; 1989 October 27–29; Minsk (Raubichi), Belarus]. Minsk: Institute of Physics of the Academy of Sciences of the BSSR; 1990. p. 339–344. Russian.
  12. Malevich NA. Shirokodiapazonnye impul’sno-periodicheskie lazernye sistemy na osnove lazera na AIG : Nd3+ s obrashcheniem volnovogo fronta [Wide-range repetitively pulsed laser systems based on a YAG : Nd3+ laser with wavefront conjugation] [dissertation]. Minsk: [s. n.]; 1993. 245 p. Russian.
  13. Muller A, Schulz-Henning J, Tashiro H. Excited state absorption of 1,3,3,1′,3′,3′-hexamethylindotricarbocyanine iodide: a quantitative study by ultrafast absorption spectroscopy. Applied Physics. 1977;12(4):333–339. DOI: 10.1007/BF00886035.
  14. Tarkovsky VV, Anufrik SS, Kurstak VYu. [Influence of induced losses on the spectral efficiency of rhodamine 6G generation under microsecond coherent pumping]. Quantum Electronics. 2021;51(6):525–532. Russian.
  15. Anufrik SS, Dzyubenko MI, Nikolaev SV, Pozhar VV, Sazonko GG, Tarkovsky VV. [Influence of the excitation wavelength on the generation characteristics of coherently pumped dye lasers]. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physics and Mathematics Series. 2013;2:111–117. Russian.
  16. Vejjabhinanta V, Singh A, Charoensawad R, Nouri K. Laser and light therapies for acne. In: Nouri K, editor. Lasers in dermatology and medicine. London: Springer; 2012. p. 187–192. DOI: 10.1007/978-0-85729-281-0.
  17. Platonova DV, Zamyatina VA, Dymov AM, Kovalenko AA, Vinarov AZ, Minaev VP. [Laser lithotripsy]. Urologiya. 2015;6:116–121. Russian.
Опубликован
2022-06-06
Ключевые слова: лазерные красители, спектральная эффективность генерации, микросекундная когерентная накачка, триплет-триплетное поглощение, синглет-синглетное поглощение, нелинейное рассеяние излучения, нестационарная самодифракция излучения, термооптические искажения резонатора
Как цитировать
Тарковский, В. В. (2022). Влияние наведенных потерь на спектральную эффективность генерации этанольных растворов красителей различных классов. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2, 26-38. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2022-2-26-38