ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2024-91-04-112-122

УДК: 535.342, 535.372, 535.212, 544.228

Каскадное возбуждение люминесценции и генерация второй гармоники в кристаллическом порошке DAST

Медянцев Е.С., Лобова Н.А., Кошкин А.В., Ланин А.А., Иванов А.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Медянцев Е.С., Лобова Н.А., Кошкин А.В., Ланин А.А., Иванов А.А. Каскадное возбуждение люминесценции и генерация второй гармоники в кристаллическом порошке DAST // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 4. С. 112–122. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-04-112-122

 

Mediantsev E.S., Lobova N.A., Koshkin A.V., Lanin A.A., Ivanov A.A. Cascade excitation of luminescence and second harmonic generation in crystalline powder DAST [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2024. V. 91. № 4. P. 112–122. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-04-112-122

Ссылка на англоязычную версию:

Evgeny S. Mediantsev, Natalya A. Lobova, Aleksandr V. Koshkin, Aleksandr A. Lanin, and Anatoly A. Ivanov, "Cascade excitation of luminescence and second harmonic generation in DAST crystalline powder," Journal of Optical Technology. 91(4), 279-284 (2024).  https://doi.org/10.1364/JOT.91.000279

Аннотация:

Предмет исследования. Спектральные и нелинейно-оптические свойства микрокристаллического порошка красителя DAST, спектральные свойства растворов красителя DAST. Цель работы. Исследование нелинейно-оптических и люминесцентных свойств микрокристаллического порошка красителя DAST как перспективного объекта для создания новых материалов. Анализ спектрального поведения красителя DAST в растворах различной природы с целью установления взаимосвязей структура — свойство. Метод. Электронные спектры регистрировали методами спектрофотометрии и спектрофлуориметрии. Размер кристаллического фрагмента уточняли методом конфокальной микроскопии. Генерацию второй гармоники и возбуждение люминесценции в кристаллическом порошке DAST осуществляли фемтосекундным излучением с длиной волны 1250 нм на экспериментальной установке. Основные результаты. Исследованы спектральные свойства красителя DAST в растворителях и микрокристаллическом порошке. Приведены результаты по генерации второй гармоники и каскадному возбуждению люминесценции в порошке DAST. Зарегистрирован спектр люминесценции кристаллического DAST с изолированной полосой на длине волны 725 нм. Показано, что органические кристаллы порошка DAST эффективно генерируют вторую гармонику при условиях фокусировки и параметрах фемтосекундного излучения на длине волны 1250 нм, которые используются в микроскопии биологических объектов и являются перспективными для создания наносенсоров и оптических элементов для преобразования фемтосекундного лазерного излучения с длиной волны 1250 нм. Практическая значимость. Краситель DAST может быть использован в качестве нанометок в многофотонной микроскопии, сенсоров вязкости растворов, а также оптических элементов в лазерной технике и спектроскопии.

Ключевые слова:

органический краситель, DAST, нелинейно-оптические свойства, генерация второй гармоники, фемтосекундный лазер на хром-форстерите, микрокристаллический порошок, каскадное возбуждение люминесценции

Благодарность:

работа выполнена в рамках выполнения работ по Государственному заданию НИЦ «Курчатовский институт» в части получения микрокристаллических образцов красителя, исследования спектральных свойств, конфокальной микроскопии и Российского научного фонда (проект № 22-22-00792) в части исследования нелинейно-оптических свойств микрокристаллов стириловых красителей

Коды OCIS: 190.4710, 180.1790, 300.6280, 300.2530

Список источников:
  1. Gurzadyan G.G., Dmitriev V.G., Nikogosyan V.G. Handbook of nonlinear optical crystals. Berlin: Springer-Verlag, 1999. 430 p.
  2. Визгерт Р.В., Давыдов Б.Л., Котовщиков С.Г. и др. Генерация второй гармоники неодимового лазера в порошках нецентросимметричных органических соединений // Квантовая электроника. 1982. Т. 9. № 2. С. 380–383. https://doi.org/10.1070/QE1982v012n02ABEH005496
  3. Yang Y., Zhang X., Hu Z. et al. Organic nonlinear optical crystals for highly efficient terahertz-wave generation // Crystals. 2023. V. 13. № 1. P. 144. https://doi.org/10.3390/cryst13010144
  4. Sinko A., Ozheredov I., Rudneva E. et al. Perspective on terahertz applications of molecular crystals // Electronics. 2022. V. 11. № 17. P. 2731. https://doi.org/10.3390/electronics11172731
  5. Аснис Л.Н., Бурункова Ю. Э., Вениаминов А. В. и др. Особенности оптических и нелинейно-оптических характеристик многослойных кристаллов DAST // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 11. С. 96.
  6. Kayla M., Alejandro A., Ludlow D.J.H. et al. Characterization of organic crystals for second-harmonic generation // Optics Letters. 2023. V. 48. № 22. P. 5855. https://doi.org/10.1364/OL.506508
  7. Ovchinnikov A.V., Chefonov O.V., Agranat M.B. et al. Terahertz generation optimization in an OH1 nonlinear organic crystal pumped by a Cr: forsterite laser // Optics Letters. 2022. V. 47. № 21. P. 5505–5508. https://doi.org/10.1364/OL.475960
  8. Vicario C., Ovchinnikov A.V., Ashitkov S.I. et al. Generation of 0.9-mJ THz pulses in DSTMS pumped by a Cr: Mg2SiO4 laser // Optics Letters. 2014. V. 39. № 23. P. 6632–6635. http://doi.org/10.1364/OL.39.006632
  9. Kurtz S.K., Perry T.T. A powder technique for the evaluation of nonlinear optical materials // Journal of applied physics. 1968. V. 39. № 8. P. 3798–3813. https://doi.org/10.1063/1.1656857
  10. Zheng M.L., Fujita K., Chen W.Q. et al. Two-photon excited fluorescence and second-harmonic generation of the DAST organic nanocrystals // The Journal of Physical Chemistry C. 2011. V. 115. № 18. P. 8988–8993. https://doi.org/10.1021/jp202323y
  11. Lanin A.A., Chebotarev A.S., Pochechuev M.S. et al. Two- and three-photon absorption cross-section characterization for high-brightness, cell-specific multiphoton fluorescence brain imaging // Journal of Biophotonics. 2020. V. 13. № 3. P. e201900243. https://doi.org/10.1002/jbio.201900243
  12. Bittermann M.R., Grzelka M., Woutersen S. et al. Disentangling nano- and macroscopic viscosities of aqueous polymer solutions using a fluorescent molecular rotor // The Journal of Physical Chemistry Letters. 2021. V. 12. № 12. P. 3182–3186. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c00512
  13. Caporaletti F., Bittermann M.R., Bonn D. et al. Fluorescent molecular rotor probes nanosecond viscosity changes // The Journal of Chemical Physics. 2022. V. 156. № 20. P. 201101-1–6. https://doi.org/10.1063/5.0092248
  14. Гордиенко В.М., Гречинa С.С., Иванов А.А. и др. Высокоэффективная генерация второй и третьей гармоник излучения фемтосекундного хром-форстеритового лазера в нелинейно-оптических кристаллах // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. № 6. С. 525–526. https://doi.org/10.1070/QE2005v035n06ABEH006618
  15. Petrov N.Kh., Ivanov D.A., Shandarov Yu.A. et al. Ultrafast relaxation of electronically-excited states of a styryl dye in the cavity of cucurbit[n]urils (n = 6,7) // Chem. Phys. Let. 2016. V. 647. P. 157–160. https://doi.org/ 10.1016/j.cplett.2016.01.063