антистоксова люминесценция

АНТИСТОКСОВА ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ - фотолюминесценция, длина волны к-рой меньше длины волны возбуждающего света (т. е. фотолюминесценция, не подчиняющаяся Стокса правилу). При А. л. излучённые кванты обладают энергией большей, чем кванты возбуждающего света. Увеличение энергии квантов происходит за счёт энергии теплового движения атомов.

Для люминесцирующих молекул при изменении длины волны возбуждающего света в пределах электронной полосы поглощения спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света. Эта независимость обусловлена быстрой (по сравнению с временем жизни возбуждённого электронного уровня) релаксацией энергии по колебат--вращат. подуровням электронного состояния. В частности, при возбуждении в длинноволновой части спектральной полосы поглощения некрая часть энергии люминесценции приходится на более коротковолновую антистоксовую область.

Схема возбуждения А. л. - квант возбуждающего фотолюминесценцию излучения; -квант А. л. 1 и 2- основной и возбуждённый электронные уровни энергии.

В этом случае возбуждающий квант hn_в атом поглощает из возбуждённого колебат. состояния основного электронного уровня 1 (рис.). На возбуждённом электронном уровне 2 энергия распределяется по колебат. подуровням в соответствии с темп-рой вещества. При обратном переходе молекула может перейти на нижний колебат. подуровень основного электронного уровня и испустить кванты с энергией T. к. при А. л. в световую энергию переходит энергия теплового движения атомов, происходит охлаждение вещества (эффект оптич. охлаждения).

Этот эффект становится существенным в разреженном газе при возбуждении фотолюминесценции лазерным излучением с частотой, соответствующей длинноволновой части доплеровского контура спектральной линии поглощения. Такие кванты благодаря эффекту Доплера будут поглощаться атомами, летящими навстречу лучу света; при этом атомы получают импульс квантов и тормозятся. При люминесценции эти атомы испускают кванты с частотой, соответствующей центру доплеровского контура линии, т. е. с большей энергией, чем кванты возбуждающего света. С помощью оптич. охлаждения за счёт А. л. можно понизить кинетич. энергию отд. ионов до величин, соответствующих температурам до 10^-2K [3].

Передача кинетич. энергии атомов излучению не противоречит второму началу термодинамики, т. к. излучение люминесценции не является равновесным. Происходящее при этом понижение энтропии вещества меньше, чем рост энтропии излучения вследствие расширения спектра и телесного угла, в к-ром распространяется излучение люминесценции [2].

А. л. иногда может возникать также при поглощении квантов света двумя центрами люминесценции и передачей энергии обоих возбуждений на один центр (кооперативная люминесценция).

Лит.: 1) Степанов Б. И., Грибковский В. П., Введение в теорию люминесценции, Минск, 1963; 2) Ландау Л. Д., О термодинамике фотолюминесценции, Собр. трудов, т. 2, M., 1969, с. 26; 3) Nеuhausеr W. и др.. Visual observation and optical cooling of Electrodynamically contained ions, "Appl. Phys.", 1978, v. 17, p. 123.

Э. А. Свириденков.

   <<      Предметный указатель      >>