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

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:
-
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