《雙光子吸收截面》PPT課件.ppt

1、關于雙光子吸收截面的幾種測量方法,雙光子吸收,當光束通過非線性介質(zhì)時，介質(zhì)同時從光束中吸收兩個光子來激發(fā)物質(zhì)系統(tǒng)，引起光束的衰減。 一種三階非線性效應過程，可以出現(xiàn)在具有對稱中心的晶體和各項同性介質(zhì)中。,當兩束光的頻率相同或者只有光強為I的一束光在介質(zhì)中傳播時，雙光子吸收過程的表達式為：,式中：,通常，雙光子吸收的強弱用雙光子吸收截面來表示：,Nc為單位體積的分子數(shù),測量雙光子吸收截面的方法,非線性透過率法 Z-掃描方法 雙光子誘導熒光法（上轉換熒光法） 雙光子瞬態(tài)吸收光譜法,非線性透過率法,通過改變?nèi)肷涔鈴姷膹姸?，得到隨入射光強變化的非線性透過率。用公式對實驗中獲得的隨入射光強變化的非線性透

2、過率數(shù)據(jù)進行擬合，求得非線性介質(zhì)的雙光子吸收系數(shù)，并可進一步求得雙光子吸收截面。,非線性透過率法,優(yōu)點：實驗裝置簡單，測量方便，處理數(shù)據(jù)容易。,缺點： （1）待測介質(zhì)濃度高時，線性吸收會比較大。 （2）入射光強度很高時，其它機制的吸收會對非線性吸收過程有貢獻。 （3）當受激輻射、放大自發(fā)輻射、光散射等過程有重要影響時，比實際值偏小；當激發(fā)態(tài)吸收等過程有重要影響時，比實際值偏大。,Z-掃描方法,靈敏度高，單光束測量 缺點與非線性透過率法類似。,雙光子誘導熒光法（上轉換熒光法）,對于很多有機染料分子，雙光子吸收后將伴隨著熒光輻射過程，其熒光發(fā)射波長比激發(fā)光的波長短，并且熒光強度與激發(fā)光強度之間的依

3、賴關系為平方關系。通過測量介質(zhì)的雙光子誘導熒光，也可以得到雙光子吸收截面值。,雙光子誘導熒光法（上轉換熒光法）,可以有效排除其它非線性效應所產(chǎn)生的影響，準確地測量介質(zhì)真實的雙光子吸收截面：,入射光強和溶液濃度比非線性透過率法分別低1和3個數(shù)量級，相對于雙光子吸收來說，其它非線性效應的貢獻被大大減小。 利用單色儀可以把雙光子誘導熒光和其它非線性產(chǎn)生的效應區(qū)分開來。 由于熒光強度和激發(fā)強度之間為平方關系，根據(jù)其偏離程度，可以進一步減小激發(fā)光強，以避免這些效應對測量雙光子吸收的影響。,雙光子誘導熒光法（上轉換熒光法）,比較待測樣品和標準樣品（具有已知）的雙光子誘導熒光，求得待測樣品的。,1：標準樣品

4、 2：待測樣品 F：雙光子誘導熒光強度 ：熒光量子效率 c：樣品濃度 L：樣品通光長度 N：熒光團數(shù)密度 K：無量綱常數(shù),雙光子誘導熒光法（上轉換熒光法）,準確度高，但是必須首先測出樣品的熒光量子效率，準確度很大程度上依賴于所選擇標準樣品。 對實驗光學裝置要求較高。尤其對熒光收集系統(tǒng)，必須保證兩次測量熒光時的熒光收集效率是相同的。 難以測出非熒光材料的雙光子吸收截面。,雙光子瞬態(tài)吸收光譜法,由激發(fā)態(tài)泵浦-探測瞬態(tài)吸收光譜法發(fā)展而來，是唯一能精確測出非熒光材料雙光子吸收截面的方法。 能將直接的雙光子吸收和通過中間實能級實現(xiàn)的連續(xù)分布吸收區(qū)分開來。 和雙光子誘導熒光法類似，該方法也是通過比較待測樣品和已知雙光子吸收截面的標準樣品來求得待測樣品的。,雙光子瞬態(tài)吸收光譜法,根據(jù)以下公式可得到待測樣品的雙光子吸收截面：,1：標準