Январь 2016, № 1 (189)

УДК: 778.38: 535.34: 535.137Русинов А.П., Кучеренко М.Г. ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РЕГИСТРАЦИИ БЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ ДЕЗАКТИВАЦИИ ВОЗБУЖДЕННОГО СОСТОЯНИЯ МОЛЕКУЛ В ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКЕПри описании взаимодействия конденсированных систем с электромагнитным полем существенную роль играют процессы безызлучательной дезактивации энергии электронного возбуждения молекул. Однако существующие методы их регистрации связаны с методическими погрешностями и с низкой чувствительностью измерений. В данной работе предложен способ повышения чувствительности измерения теплового поля, сформированного безызлучательной дезактивацией возбужденных состояний молекул, за счет использования голографических методов. В этом случае температурное поле, инициированное пространственно периодическим полем импульса накачки, будет формировать фазовую голографическую решетку, и сигнал дифракции считывающего пучка на одном периоде решетки будет усилен пропорционально квадрату числа периодов структуры. Некоторым ограничением такого метода выступает сравнительно быстрая релаксация теплового поля, однако выбор механизма записи голографической решетки позволяет снять эти ограничения. Так, в полимерных пленках под воздействием излучения определенной интенсивности на поверхности полимера записывается рельефная решетка, высота профиля которой пропорциональна максимальному значению температуры в объеме полимера. При этом время жизни рельефной структуры на несколько порядков больше, чем у тепловой решетки, что существенно упрощает экспериментальную регистрацию динамики поверхностного рельефа. Рассмотренная методика позволяет экспериментально оценивать эффективность безызлучательных переходов в системе в зависимости от микроструктуры образца или внешних условий. В качестве иллюстрации возможностей метода проведено изучение влияния наночастиц серебра на безызлучательные переходы в полимерных пленках, сенсибилизированных молекулами красителей. Показано, что добавление наночастиц на порядок увеличивает амплитуду рельефных решеток, записываемых на поверхности пленки по механизму свеллинга, что свидетельствует об интенсификации процессов безызлучательной дезактивации энергии электронного возбуждения молекул красителя. Выявлено, что влияние наночастиц серебра на безызлучательные процессы в молекулах с низким квантовым выходом в метастабильное (триплетное) состояние (родамин 6G) на порядок выше, чем на молекулы с большим квантовым выходом в это состояние (эритрозин).Ключевые слова: безызлучательные переходы, голографический метод, лазерный свеллинг полимера, рельефно-фазовая решетка, наночастица серебра.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Мак-Глинн С., Адзуми Т., Киносита М. Молекулярная люминесценция триплетного состояния. Пер. с англ. — М.: Мир, 1994. — 320 с.

2. Левшин Л.В., Салецкий А.М. Оптические методы исследования молекулярных систем. Ч.1. Молекулярная люминесценция. — М.: Изд-во МГУ, 1994. — 320 с.

3. Лукьянов А.Ю., Новиков М.А. Сравнение чувствительности термолизнзового и фазового (интерфереционного) методов фототермической спектроскопии. // ЖТФ, 2000. — Т. 70. — №11. — С 99-104.

4. Глазов А.Л., Муратиков К.Л. Фотодефлекционный и интерферометрический методы регистрации сигналов в термоволновой микроскопии и спектроскопии. // ЖТФ, 1991. — Т. 61. — №11. — С. 187-196.

5. Кучеренко М.Г., Русинов А.П. Запись и распад нестационарных решеток в системе насыщаемых трехуровневых центров. // Опт. и спектр., 2004. — Т. 97.— №6. — С. 1020-1027.

6. Меркель В.А., Штокман М.И. Кинетика двухквантового сенсибилизированного возбуждения в синглетном и синглет-триплетном каналах. // Опт. и спектр., 1989. — Т. 67. — №1. — С. 115-121.

7. Будак Б.М., Самарский А.А., Тихонов А.Н. Сборник задач по математической физике. Изд. 3. — М.: Наука, 1980. — 688 с.

8. Полянин А.Д., Зайцев В.Ф. Справочник по нелинейным уравнениям математической физики: Точные решения. — М.: Физматлит, 2002. — 432 с.

9. Априль, Ж. Оптическая голография / Ж. Априль, А. Арсено, Н. Баласубраманьян и др. Пер.с англ. / Под ред. г. Колфилда. — М.: Мир, 1982.–Т.1–376 с.

10. Русинов, А.П. Голографическая запись посредством лазерного свеллинга рельефно-фазовых решеток в полимерных средах / А.П. Русинов, М.Г. Кучеренко, Д.С. Федоров // Вестник ОГУ. — 2012. — №12 (148), С. 169-175.

11. Малышев, А.Ю. Модель лазерного свеллинга полимеров при воздействии наносекундных импульсов / А.Ю. Малышев, Н. М. Битюрин // Квантовая электроника. — 35.— 2005— №9. — С. 825-830.

12. Малышев, А.Ю. Абляция и свеллинг полимероподобных сред при воздействии лазерных импульсов в полосе поглощения: диссертация на соискание степени канд. физ.-мат. наук: 01.04.21 / Ю.А. Малышев. — Нижний Новгород. — 2002. — 164 с.

13. Помогайло, А.Д., Розенберг, А.С., Уфлянд, И.Е. Наночастицы металлов в полимерах / А.Д. Помогайло, А.С. Розенберг, И.Е. Уфлянд. — М.: Химия, 2000. — 672 с.

14. Рогач, А.Л. Образование высокодисперсного серебра при восстановлении ионов Ag+ в водных растворах / А.Л. Рогач, В.Н. Хвалюк, В.С. Гурин // Коллоидный журнал. — 1994. — Т.56. — №12. — С. 276–278.

15. Крутяков, Ю.А. Синтез и свойства наночастиц / Ю.А. Крутяков, А.А, Кудринский, А.Ю. Оленин, г.В, Лисичкин // Успехи химии. — 2008. — №77 (3). — С. 242–269.

О статье

Авторы: Русинов А.П., Кучеренко М.Г.

Год: 2016

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru