Лазеры на органических красителях

Конструкция лазеров на органических красителях отличается от конструкции газовых и твердотельных лазеров. Активное вещество представляет собой органический растворитель (метиловый спирт), в котором растворено небольшое количество красителя, например родамина. Из основного энергетического состояния молекулы вещества после облучения попадают в возбужденное, имеющее вид широкой полосы, содержащей множество колебательных и вращательных уровней. После этого перехода молекулы красителя за очень короткое время совершают безызлучательный переход с выделением тепла на самые нижние уровни этого возбужденного состояния. Таким образом достигается инверсная заселенность между нижними уровнями возбужденного и верхними невозбужденного состояний. [c.100]

Лазеры на органических красителях [c.172]

Лазер на красителях относится к категории твердотельных лазеров. Действие лазера основано на флуоресцентных переходах больших органических молекул в растворе, например в воде или спирте. Выходная мощность их достигает 10 —10 Вт, продолжительность импульса 10 с. Для получения излучения лазера испускания в интервале длин волн от 3400 А до 1,2 мкм пригодны сотни промышленных красителей (рис. 10.26). Красители, которые могут применяться в качестве активных сред лазера, должны содержать хромофорные структуры (отмечены жирными линиями). [c.172]

Чтобы выполнить эти требования, необходимо иметь лазер с энергией в импульсе Дж при длительности импульса менее 5 не с перестройкой длины волны в ближнем УФ и всем видимом диапазонах спектра. Наиболее близким по совокупности параметров является эксимерный лазер в комбинации с лазером на растворах органических красителей. [c.166]

Жидкостные лазеры [10.30] имеют в качестве активной среды чаще всего растворы сложных органических красителей, генерирующих широкие полосы [c.276]

Твердотельные, а в особенности лазеры на органических красителях с резонаторами без селектирующих элементов генерируют довольно широкие участки спектра. У рубинового лазера ширина линии генерации 1 д. Неодимовые стекла генерируют полосу шириной 10 А а лазеры на органических красителях — чаще всего применяемые в лазерной спектроско- [c.374]

Наибольшее распространение в спектроскопической практике получили перестраиваемые лазеры на красителях. Генерирующей способностью обладают чаще всего спиртовые растворы органических красителей, имеющих яркие полосы флуоресценции ). Возбуждение генерации обычно осуществляется светом другого лазера — твердотельного, или газового, либо светом импульсных ламп ). [c.375]

Рис. 15.1. Схемы лазеров на органических красителях с перестраиваем ой частотой а — с решеткой б — с решеткой и эталоном Фабри—Перо. 1 — кювета 2 — дифракционная решетка 3 — полупрозрачное зеркало 4 — эталон Фабри — Перо.

Перестраиваемые лазеры на красителях, в которых используют обычные органические красители в жидком растворителе, являются неэффективными (примерно 0,2 %) и работают с малой частотой повторения импульсов (примерно 100 Гц). Растворы красителей нужно очищать до лазерного качества они разлагаются, их необходимо постоянно освежать. Концентрация красителя мала, но скорость потока растворителя высока, что создает серьезную проблему. Частота импульсов (около 10000 Гц) определяется скоростью паров урана, так что требуется большое количество последовательно работающих лазерных усилителей. [c.478]

Все упомянутые здесь лазеры испускают излучение определенной дискретной длины волны, которую можно изменять лишь в очень ограниченном интервале. Существует и другой тип лазера — лазер на красителях с перестраиваемой в широком интервале длиной волны [3, 4]. Активным веществом в них является флуоресцирующий органический краситель, например родамин 60 или флуоресцеин, в водных или спиртовых раство- [c.29]

Разработка перестраиваемых лазеров на органических красителях [112] привела к созданию методов возбуждения специфических электронных переходов в атомах и молекулах и, следовательно, к использованию методов резонансного рассеяния и дифференциального поглощения для дистанционного зондирования. Как показано в табл. 6.3, органические красители для перестройки лазерного излучения выпускаются серийно, что позволяет охватить область длин волн от ближней ультрафиолетовой до ближней инфракрасной. Инверсия населенности в красителе создается оптической накачкой при помощи импульсной лампы-вспышки или другого лазера. Для импульсного режима наиболее часто применяют азотный лазер, в то время как режим непрерывного излучения получают накачкой при помощи жестко сфокусированного аргонового лазера. Лазеры на красителях с накачкой импульсными лампами в целом дают импульс большой энергии, однако его длительность довольно велика (сотни наносекунд) для измерений с требуемым пространственным разрешением. Тем не менее подобная система может работать в режиме работы генератора-усилителя и является идеальной для зондирования верхних слоев атмосферы [7]. [c.347]

Первый оптический квантовый генератор , как известно, был создан в 1960 г. с использованием диэлектрического монокристалла рубина — кристаллической окиси алюминия, активированной трехвалентными ионами хрома. И хотя в дальнейшем появились газовые и полупроводниковые лазеры, а также генераторы на основе стекол, жидкостей и органических красителей, примесные ионные кристаллы продолжают занимать одно из ведущих мест в ряду современных перспективных лазерных активных сред. Регулярность их кристаллической структуры и необычайно широкий спектр физических параметров обеспечивают квантовым генераторам иа их основе чрезвычайно большое разнообразие свойств. Детальное и всестороннее изучение всех этих свойств, в свою очередь, позволило поставить и решать проблему направленного поиска новых генерирующих кристаллов с заданными характеристиками. [c.5]

Огромные мощности, излучаемые импульсными твердотельными лазерами, позволили наблюдать ряд новых эффектов, возникающих при взаимодействии света с веществом. В первую очередь следует упомянуть генерацию гармоник, явление вынужденного комбинационного рассеяния и рассеяния Мандельштама — Бриллюэна. Оказалось также сравнительно легко наблюдать томсоновское рассеяние света на электронах плазмы. Наблюдались также явления стимулированной флуоресценции, возбуждение флуоресценции и ионизация в результате одновременного поглощения нескольких фотонов и, наконец, явление образования горячей плазмы при воздействии сфокусированных лазерных импульсов на различные газы и твердые мишени. Все это существенно расширило область применения спектроскопических исследований не только в результате открытия ряда новых эффектов, но и благодаря существенному облегчению условий изучения уже известных явлений. Так, например, недавно разработанные лазеры на органических красителях с непрерывно перестраивающейся в достаточно широком интервале длиной волны излучения могут рассматриваться как совершенно новый тип монохроматора. Их можно применять для детальных исследований спектров поглощения [10.29]. [c.273]

В настоящее время для передачи информации (нелинейная оп- тика, голография) широко применяют когерентное лазерное излучение. Органические стекла можно использовать для элементов оборудования, в частности для поляроидных фильтров и лазеров из фотохромных,стекол и содержащих органические красители. [c.198]

В этих лазерах в качестве активного материала используются водные или спиртовые растворы соответствующих красителей [13]. Красители принадлежат к большому классу органических соединений с сопряженными двойными связями. л-Элект-роны этих связей образуют заряд, распределенный вдоль цепи сопряжения, по которой они могут перемещаться с большей или меньшей легкостью. Делокализация этих электронов в некоторой степени сходна с делокализацией электронов в твердых телах, напрнмер в полупроводниках. Поэтому нет ничего удивительного, что эти делокализованные электроны могут давать большие дипольные моменты [(уравнение (16)]. По этой причине молекулы красителя часто имеют большие сечения поглощения (а 10 см ). Если поглощение происходит в видимой области спектра, раствор красителя даже прн малой его концентрации будет иметь сильную окраску, дополнительную к длине волны, на которой происходит поглощение. Вследствие большого дипольного мо мента .и время жизни спонтанного испускания [уравнение (26)] очень мало (5—10 не) и квантовый выход [уравнение (39)] бывает очень высок, поэтому красители часто флуоресцируют. Флуоресцирующие красители весьма подходящие кандидаты в качестве активных сред для лазеров. [c.50]

Красителями называются органические соединения, обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитных излучений (световую энергию) в видимой и ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и применяемые для придания (сообщения) этой способности другим телам. В зависимости от характера преобразования поглощенной энергии эти соединения обладают цветом (окраской), люминесценцией или способностью воздействовать на фотохимические процессы. В первом случае они применяются для окращивания различных материалов (красители в узком значении этого слова), во втором — для придания материалам люминесцентных свойств (органические люминофоры и оптические, или флуоресцентные, отбеливатели), а также в специальных устройствах, в которых используют люминесцентные материалы (активные компоненты жидкостных лазеров и модуляторы добротности лазеров), в третьем — для повышения или понижения светочувствительности фотоматериалов (оптические сенсибилизаторы и десенсибилизаторы). [c.11]

Квантово-химические представления прочно заняли ведуш ие позиции в теории цветности органических соединений. Главной областью применения красителей стало крашение синтетических волокнистых материалов, вследствие чего центр интересов химиков-синтетиков и технологов анилинокрасочной промышленности переместился в сторону создания специфических красителей для этих волокон, в первую очередь дисперсных красителей. Расширились области применения пигментов и повысились требования к ним. Быстро возрастали масштабы применения флуоресцентных (оптических) отбеливателей. Появились новые области применения красителей — современная копировальная и множительная техника (цветообразующие компоненты), лазерная техника (красители— активные компоненты жидкостных лазеров и модуляторы добротности лазеров), техника полупроводников (красители-органические полупроводники), каталитические процессы (красители-катализаторы) и некоторые другие. [c.8]

Атомно-ионизационный метод анализа был бы невозможен без использования лазеров. Поскольку наиболее селективным методом ио1П1зации атомов является нх предварительный перевод в одно из возбужденных состояний и поскольку в видимой и ультрафиолетовой областях спектра лежат спектральные линии атомов многих элементов, то имеиио лазеры, генерирующие излучение в этих областях, являются неотъемлемой частью любого прибора для атомно-ионизационного метода. В основном это лазеры, работающие на органических красителях как активных средах. Непрерывная перестройка длины волны излучения, достаточная для достижения (во многих случаях) режима насыщения, сделала лазеры на органических красителях незаменимым средством селективного возбуждения атомов многих элементов. Существует много типов таких лазеров. Наиболее часто используемые лазеры имеют следующие xapaivTepH THKH область непрерывной перестройки от —300 до 800 нм, выходная мощность 1—20 кВт в линии генерации, ширина которой варьируется от 1 до 0,01 нм при длительности 7— 12 НС в случае лазерной накачки и 1—50 мс при ламповой накачке лазера на красителях. Следующей неотъемлемой частью установки является атомизатор, в качестве которого наиболее широко, как это уже упоминалось, используется пламя, а также электротермические атомизаторы с испарением находящихся в них образцов в вакууме. Находят применение и различного вида электротермические атомизаторы, работающие при атмосферном давлении. [c.185]

Лазеры на органических красителях относятся к только что описанному четырехуровневому типу. Многие красители (напри- [c.143]

Необходимым условиям ВРЛС удовлетворяют лазеры со следующими активными средами стекло, активированное неодимом растворы органических красителей щелочно-галоге-нидные кристаллы с центрами окраски кристаллы типа Т1 сапфир и др. Применяют лазеры, работающие как в импульсном, так и в непрерывном режимах. При работе в импульсном режиме удобно пользоваться ламповой накачкой, которая обеспечивает большое время генерации. Непрерывная генерация лазеров на красителях осуществляется с применением для накачки ионных аргоновых и криптоновых лазеров. Типичная схема установки показана на рис. 5.2. Наиболее часто метод ВРЛС применяют для исследований в статическом реакторе в сочетании с импульсным фотолизом. Характеристики ВРЛС даны в табл. 5.2. [c.119]

Химия гетероциклических соединений — одно из ведущих направлений органической химии. Гетероциклические соединения различной природы служат основой многих природных и синтетических биологически активных веществ, а также обладают целым рядом других полезных свойств многие из них применяются, например, как органические полупроводники, фотоактив-ные материалы, антиоксиданты, присадки к топливам и маслам, материалы для активных сред жидкостных лазеров (на красителях), технические и пищевые красители, консерванты и т. д. Наряду с большой практической значимостью гетероциклические соединения представляют несомненный теоретический интерес как модели для изучения взаимосвязи химических свойств соединений с их строением, а также для разработки методов органического синтеза, что, конечно же, напрямую связано со строением соединения, причем важнейшее значение имеют размер цикла, степень насьиценности, природа и число гетероатомов. [c.5]

Первый действующий лазер представлял собой твердотельную систему на рубине и был сконструирован Майманом в 1960 г. Это была трехуровневая система, действующая на ионах Сг + в кристалле рубина, в которой использовалась оптическая накачка. В 1961 г. Джовая с сотрудниками создали первый газовый лазер на смеси гелий — неон. С того времени для создания лазеров было использовано много различных веществ— газовых, жидких и твердых. Прямое излучение этих лазеров дает частоты, перекрывающие большую часть видимого и инфракрасного спектральных диапазонов. Ультрафиолетовое лазерное излучение может быть получено на основе эффекта удвоения частоты (который объясняется особыми свойствами нелинейной оптики). На основе органических красителей удается построить лазеры с плавной перестройкой частоты. [c.189]

В связи с тем что время флуоресценции типичного красителя составляет 5-10 сек, источник оптической накачки для лазеров ча красителях должен обеспечивать высокие мощное)и накачки, чтобы превысить потери на спонтанное излучение. Необходимую мощность накачки можно получить, используя разнообразные импульсные лампы или интенсивное излучение другого лазера. Второй способ дает значительно большую мощность накачки и более эффективен. Органические красители, для которых наблюдался лазерный эффект, перечисленыв табл- 33.17 [14]. Здесь же приведены длины волн центра линии генерации, полученные как при накачке другим лазером, так и при накачке излучением импульсной газоразрядной лампы. [c.759]

Каталог активных сред лазеров на основе растворов органических красителей и родственных соединений. ИФ АН БССР, Белорус. политехи, ин-т, Минск, 1977. 237 с. [c.201]

Таким образом, облучение органических красителей может приводить к самым разнообразным фотохимическим реакциям. В настоящее время природа этих процессов стала намного яснее и может быть объясненя с точки зрения современной органической фотохимии. Знание механизмов фотохимических реакций будет способствовать дальнейшей разработке методов предотвращения деструктивного влияния красителя при облучении как в технических, так и биологических процессах, а также позволит расширить область практического использования фотоактивности красителей. Кроме применения красителей в вышеприведенных случаях, можно указать также и на применение их в лазерах с пассивной модуляцией добротности [759—762], жидкостных лазерах [763—766а], химических дозиметрах [767—770], кислородных системах для космических кораблей [751], при защите от яркой вспышки света и в элементах памяти счетно-решающих устройств [209, 771], в фотографических процессах нового типа [103], фотоэлектрохимических преобразователях [772], катодах для топливных элементов [773— 775], детекторах газов [6, 776] или светочувствительных антикатодах э кинескопах для телевидения [777]. [c.466]

В связи с применением в гистохимии Алцианового синего ВОХ (С1 Ингрейн синий 1 С1 74240) Скотт обнаружил в товарных образцах до 40—50% борной кислоты, которую можно удалить при осаждении красителя ацетоном из водного раствора [Й]- Он заявил, что главный производитель отказался раскрыть детали структуры, которые позволили бы дать обоснованную интерпретацию гистохимических экспериментов с позиций молекулярной биологии. Причины отказа непонятны . В обзоре о красителях для лазеров [12] указано, что органические красители часто продаются под ложными названиями , несколько товарных образцов были неправильно маркированы . Эти крайние примеры приведены умышленно, так как они иллюстрируют необходимость специального анализа товарных красителей методами, учитывающими их назначение. [c.28]

С момента изобретения лазеров с активной средой в вид( раствора некоторых органических красителей, положение резк( изменилось. С их помощью легко получать излучение в вид( отдельных узких линий любой наперед заданной длины волнь в инфракрасной видимой и ближней ультрафиолетовой частя спектра. Ширина линии генерации также может быть установ лена по желанию экспериментатора. За подробностями отсы лаем читателя к книге [36]. [c.32]

Многообещающей является разработка лазеров с жидким рабочим телом. Они вьн одны тем, что позволяют генерировать луч с постепенно меняющейся длиной волны. Имея в своем распоряжении устройство для регулирования длины волны лазерного излучения, так назьюаемое лазерное пианино, химик может целенаправленно управлять химическими процессами, возбуждаемыми лазером. В качестве активных сред обычно используют растворимые хелаты (например, комплексы европия). Подходящим является и трифторацетат неодима в растворе оксихло-рида фосфора. Еще более действенными оказались применяемые практически уже с начала 70-х годов лазеры на красителях. Плавное изменение длин волн излучения в пределах 340-1200 нм достигается в них варьированием концентрации, температуры и толщины слоя окрашенных растворов. С 1970 г. в СССР серийно выпускайся такое лазерное пианино на красителях. Оно работает по принципу барабанного револьвера магазин прибора заполняется различными окрашенными растворами, выбранный для создания излучения с заданной длиной волны раствор поворотом барабана вводится в активационное пространство, й возникающий лазерный луч направляется по стволу на выход. Преимуществом таких лазеров является и то, что нужные для них органические красители представляют собой широко распространенные вещества. Например, можно использовать красители дляь тканей. Они гораздо дешевле рубинов и солей редкоземельных элементов. [c.146]

Несмотря на то, что со времени создания первого оптического квантового генератора (ОКГ) прошло всего пятнадцать лет, во всех областях физики лазеров достигнуты значительные успехи. Этому прогрессу способствовали в первую очередь и сам интерес к многочисленным захватывающим проблемам квантовой электроники, и открывающиеся широкие перспективы использования ОКГ в науке и технике. Стимулирующим фактором также являлась и незримая подхлестывающая дискуссия о сравнительной перспективности тех или иных типов квантовых генераторов. На определенных этапах развития квантовой электроники предпочтение оказывалось генераторам на основе то полупроводников, то активированных кристаллов, то стекол или неорганических жидкостей. Успехи в создании мощных газовых ОКГ, а также перестраиваемых по частоте параметрических лазеров и генераторов на основе органических красителей, по-видилюму, еще долго будут находиться в центре внимания специалистов. [c.7]

Считается, что примерно 30% всех известных органических веществ и такая же часть промышленно выпускаемых химикатов являются ароматическими [1]. В области ароматических соединений впервые устанавливались многие фундаментальные теоретические закономерности органической химии. В промышленности ароматические соединения занимают важное место среди продуктов малотоннажной химии , находящейся на острие научно-технического дрогресса. К ароматическим соединбниям относятся все красители, пигменты, люминофоры, оптические отбеливатели, большинство промежуточ ных продуктов, многие средства защиты растений, фармакологические препараты и другие биологически активные вещества, мономеры, инициаторы, свето- и термостабилизаторы для полимеров, химикаты для кино- и фотоматериалов, злектрони-ки, множительной техники, лазеров, жидкокристаллических композиций и др. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология