RU1805351C - Method of measuring light-induced dichroism and birefringence - Google Patents

Method of measuring light-induced dichroism and birefringence

Info

Publication number
RU1805351C
RU1805351C SU914905151A SU4905151A RU1805351C RU 1805351 C RU1805351 C RU 1805351C SU 914905151 A SU914905151 A SU 914905151A SU 4905151 A SU4905151 A SU 4905151A RU 1805351 C RU1805351 C RU 1805351C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
probe
polarization
analyzer
birefringence
pulses
Prior art date
Application number
SU914905151A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Видмантас Балевич Гульбинас
Видимантас Ионович Кабелка
Анатолий Викторович Масалов
Original Assignee
Институт Физики Литовской Ан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физики Литовской Ан filed Critical Институт Физики Литовской Ан
Priority to SU914905151A priority Critical patent/RU1805351C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1805351C publication Critical patent/RU1805351C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относитс  к нелинейной оптике и может быть использовано дл  исследовани  материалов, про вл ющих дихроизм просветлени  и двулучепреломление при .облучении пол ризованным светом. Сущность: способ включает облучение исследуемой среды возбуждающими импульсами линейно пол ризованного света, зондирование возбужденной области среды пробными световыми импульсами, регистрацию временной зависимости выделенной пол ризационной компоненты пробных импульсов и определение параметров дихроизма и двулучепреломлени  по расчетным выражени м. 3 ил.Usage: the invention relates to nonlinear optics and can be used to study materials exhibiting dichroism of enlightenment and birefringence when irradiated with polarized light. Essence: the method includes irradiating the test medium with exciting pulses of linearly polarized light, probing the excited region of the medium with test light pulses, recording the time dependence of the extracted polarization component of the test pulses and determining the parameters of dichroism and birefringence from the calculated expressions of 3 ill.

Description

Изобретение относитс  к нелинейной оптике и может быть использовано дл  исследовани  материалов, про вл ющих дихроизм просветлени  и двулучепреломлени  при облучении пол ризованным светом,The invention relates to nonlinear optics and can be used to study materials exhibiting dichroism of enlightenment and birefringence when irradiated with polarized light,

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности измерений светона- веденных дихроизма и двулучепреломлени .An object of the invention is to increase the measurement performance of light-induced dichroism and birefringence.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе измерени  светонаведенных дихроизма и двулучепреломлени , включающем облучение исследуемой среды возбуждающими импульсами линейно пол ризованного света, зондирование возбужденной области среды пробными световыми импульсами и регистрацию пол ризованных характеристик прошедших через материал пробных световых импульсов в зависимости от времени задержки пробных импульсов, согласно изобретению, регистрируют временную зависимость выделенной пол ризационной компоненты пробных импульсов, а параметры дихроизма и двулучепреломлени  в материал е определ ют следующим расчетным выражением:The goal is achieved in that in a method for measuring light-induced dichroism and birefringence, including irradiating the test medium with exciting pulses of linearly polarized light, probing the excited region of the medium with probe light pulses and recording the polarized characteristics of the probe light pulses transmitted through the material depending on the delay time of probe pulses , according to the invention, record the time dependence of the selected polarization component of the test them pulse, and the parameters dichroism and birefringence in the material e is determined in the following calculation expression:

TV7i exp{3 /21tg 5-vTV7i exp {3 / 21tg 5-v

Ч $2 H $ 2

0000

о елabout eating

WW

елate

где аwhere a

(S/Si)0(S / Si) 0

( S/S1 )ma) ( S/Sl )mir(S / S1) ma) (S / Sl) mir

( S/Sl )minV0/ 1 in(S / Sl) minV0 / 1 in

причем Тц- пропускание пробного излучени  дл  его пол ризации, параллельной к пол ризации возбуждени ;wherein TC is the transmission of probe radiation to polarize it parallel to the polarization of the excitation;

TI - пропускание пробного излучени  дл  его пол ризации, перпендикул рной к пол ризации возбуждени ;TI — transmission of probe radiation to polarize it, perpendicular to the polarization of excitation;

Ч - разность фаз дл  компонент пол ризации пробного излучени  параллельнойH is the phase difference for the components of the polarization of the probe radiation parallel

и перпендикул рной к пол ризации возбуждени ;and perpendicular to polarization of the excitation;

д - угол расстройки анализатора от положени  скрещенности с пол ризацией пробного излучени ;e is the angle of detuning of the analyzer from the position of the cross with the polarization of the probe radiation;

(S/Si)0 - соотношение энергии пробного излучени  перед анализатором и за ним в отсутствии возбуждени ;(S / Si) 0 is the ratio of the energy of the probe radiation in front of and behind the analyzer in the absence of excitation;

(S/Si)min - соотношение энергии пробного излучени  перед анализатором и за ним в минимуме кинетической зависимости;(S / Si) min is the ratio of the energy of the probe radiation in front of and behind the analyzer in a minimum kinetic dependence;

(S/Si)max -соотношение энергии пробного излучени  перед анализатором и за ним в максимуме кинетической зависимости.(S / Si) max is the ratio of the probe radiation energy in front of and behind the analyzer at the maximum kinetic dependence.

Повышение производительности измерений обусловлено тем, что в предлагаемом способе нет необходимости варьировать угловое положение анализатора при условии, что пол ризаци  пробных световых импульсов не совпадает с направлением пол риза1 ции возбуждающего импульса и не было бы перпендикул рным к этому направлению. Такой выбор направлени  пол ризации пробных импульсов позвол ет при соответствующей модификации расчета сократить врем  измерени , т.к. регистраци  зависимости параметров пробных световых импульсов от времени задержки производитс  только один раз. Суть такой возможности в том, что в процессе релаксации светонаве- денных дихроизма и деулучепреломлени  состо ние пол ризации пробного импульса измен етс , т.е. принимает различные положени  относительно анализатора, тем самым , осуществл   сканирование по углу. После облучени  раствора красител  импульсом линейнопол ризованного излучени  с плотностью энергии, достаточной дл  просветлени  раствора (10 - 10 Дж/см2) в нем возникает дихроизм просветлени , характеризуемый отношением пропусканий пробного излучени  Tii/Tj дл  компонент пол ризации параллельной и перпендику- л рной к пол ризации возбуждений, в дву- лучепре-ломление, характеризуемое величиной разности фаз Ф между теми же компонентами. Величины Тц/Тх и Ч завис т от плотности энергии возбуждени  и свойств среды,: начального пропускани  раствора Т0, степени анизотропии отдельных молекул красител  и т.п., а их релаксаци  может быть количественно описана с помощью выражений дл  компонент электрического пол  пробного импульса:The increase in the measurement performance is due to the fact that in the proposed method there is no need to vary the angular position of the analyzer, provided that the polarization of the probe light pulses does not coincide with the direction of polarization of the exciting pulse and would not be perpendicular to this direction. Such a choice of the direction of polarization of the probe pulses makes it possible to reduce the measurement time with a corresponding calculation modification, since the dependence of the test light pulse parameters on the delay time is recorded only once. The essence of this possibility is that during the relaxation of light-induced dichroism and derefraction the polarization state of the probe pulse changes, i.e. assumes various positions relative to the analyzer, thereby performing an angle scan. After the dye solution is irradiated with a linearly polarized radiation pulse with an energy density sufficient to clear the solution (10 - 10 J / cm2), a bleaching dichroism appears in it, characterized by the transmittance transmittance Tii / Tj for the polarization components parallel and perpendicular to the polar excitation, to birefringence, characterized by the magnitude of the phase difference Φ between the same components. The values of Tc / Tx and H depend on the density of the excitation energy and the properties of the medium: the initial transmission of the solution T0, the degree of anisotropy of individual dye molecules, etc., and their relaxation can be quantitatively described using the expressions for the components of the electric field probe pulse:

-t/T-t / T

-t/Гд-t / gd

Е||вь х Ецвх/Гоехр е . (Ј + ) . Ехвых ЕГ/ГоехР е 1/Г(| + )(1)E || b x Etsvh / Goehr e. (Ј +). Еххых ЕГ / ГойхР е 1 / Г (| +) (1)

где А и В - комплексные числа, t - врем  задержки пробного импульса по отношению к возбуждению.г - врем  электронной релаксации, а Тд - врем  поворотной диффузии молекул красител . Дихроизм Тн/Тд и двулучепреломление Ч раствора св заны с действительной и мнимой частью величины и в начальный момент (t 0) равны соответственноwhere A and B are complex numbers, t is the delay time of the probe pulse with respect to excitation, g is the electron relaxation time, and Td is the time of rotational diffusion of the dye molecules. The dichroism Tn / Td and the birefringence of the H solution are associated with the real and imaginary part of the quantity and at the initial moment (t 0) are equal, respectively

Tn/ti- I Е||вых/Е||ВХ I2/I Eieux/Ei /V eBTn / ti- I E || out / E || VC I2 / I Eieux / Ei / V eB

ft)ft)

55

00

66

00

55

00

55

00

55

Ф - („, In (Ецвых/Е||вх) - In ( Ф - („, In (Ецвых / Е || Вх) - In (

3,3

ImB ImB

На фиг.1 приведена схема устройства дл  реализации способа; на фиг.2 - схема пол ризаций пробного и возбуждающего импульсов и пропускани  анализатора; на фиг.З - качественна  временна  зависимость соотношени  измер емых сигналов S/Si.Figure 1 is a diagram of an apparatus for implementing the method; Fig. 2 is a polarization diagram of a test and exciting pulses and an analyzer transmission; Fig. 3 is a qualitative temporal dependence of the ratio of the measured S / Si signals.

Устройство дл  реализации способа содержит установленные последовательно на оптической оси рэсщепительную пластинкуA device for implementing the method comprises a splitting plate mounted in series on the optical axis

I, преобразователь 2 длины волны зондирующего импульса, линию 3 задержки, пол ризатор 4, расщепительную пластинку 5,. анализатор 6 и фотодиод 7, На пути отрэ- . женного от расщепительной пластинки 1 импульса помещены поворотное зеркало 8, преобразователь 9 длины волны возбуждающего импульса и фазова  полуволнова  пластинка 10, а на пути отраженного от рас- щепительмой пластинки 5 зондирующего импульса помещен фотодиод 11. Между линией 4 задержки и расщепительной пластинкой 5 путь зондирующего импульса III пересекает путь возбуждающего импульсаI, probe 2 of the probe wavelength, delay line 3, polarizer 4, splitting plate 5 ,. analyzer 6 and photodiode 7, On the path otre-. a rotary mirror 8, a wavelength transducer 9 of the exciting pulse and a half-wavelength phase plate 10 are placed from the pulse splitting plate 1, and a photodiode 11 is placed in the path of the probe pulse reflected from the splitting plate 5, and a probe pulse path is placed between the delay line 4 and the splitting plate 5 III crosses the path of the exciting pulse

II, и на месте их пересечени  помещаетс  исследуемый образец 12.II, and the test sample 12 is placed at their intersection.

Способ измерени  включает следующие операции. Линейно пол ризованный лазерный импульс 1, длительность которого выбираетс  не менее чем на пор док, короче времени восстановлени  исходных свойств среды, т.е. короче времен релаксации дихроизма и двупучепреломлени , рас- щепителъной пластинкой 1, делитс  на две части. Одна часть используетс  дл  формировани  возбуждающего II, а друга  - зондирующего III импульсов. С помощью преобразователей 2 и 9 длины волны выбираютс  интересующие длины волн возбуждени  и зондировани . Используютс  такие преобразователи 1 и 9, которые не увеличивают длительность импульсов. Исследуемую среду 12 облучают возбуждающимThe measurement method includes the following operations. A linearly polarized laser pulse 1, the duration of which is selected by at least an order of magnitude shorter than the time of restoration of the initial properties of the medium, i.e. shorter than the relaxation times of dichroism and birefringence, splitting plate 1, is divided into two parts. One part is used to form exciting II, and the other to probe III impulses. Using wavelength converters 2 and 9, the wavelengths of excitation and sounding of interest are selected. Converters 1 and 9 are used which do not increase the pulse duration. Test medium 12 is irradiated with an exciting

импульсом II, который наводит в среде 12 дихроизм просветлени  (или затемнени ) и двулучепреломление. Состо ние среды 12 анализируют излучением пробного импульса III после возбуждени  с временной задержкой t варьируемой от нул  до нескольких времен релаксации дихроизма и двулучепреломлени , при помощи регулируемой линии 3 задержки.pulse II, which induces dichroism of enlightenment (or darkening) and birefringence in medium 12. The state of the medium 12 is analyzed by the emission of a probe pulse III after excitation with a time delay t varying from zero to several times of relaxation of dichroism and birefringence using an adjustable delay line 3.

Угол между пол ризаци ми возбуждающего и зондирующего импульсов устанавли- вают равным 54,7° с помощью полуволновой фазовой пластинки 10. Величина этого угла может быть выбрана произвольной (кроме 0 и до 90°), однако значение угла 54,7 значительно упрощает формулы дл  расчета величин дихроизма и двулучепреломлени . В этих услови х направление пол ризаций делает чувствительным состо ние пол ризации пробного импульса на выходе из среды 12 к наведенному дихроизму и двулучепреломлению и упрощает рас- четные соотношени . Соотношение пробного импульса, прошедшего через среду 12, анализируют по временной зависимости интенсивности выделенной пол ризационной компоненты. Дл  этого на пути пробного импульса за средой 12 помещен анализатор 6, плоскость пропускани  которого повернута по отношению к . направлению скрещенности с пол ризатором 4 в сторону плоскости пол ризации возбуждающего импульса на угол д (см. с.8). Фотоприемник 7 регистрирует энергию пробного импульса, прошедшего через анализатор 6, а сигнал фотоприемника 11 пропорционален энергии пробного импульса до падени  на анализатор 6 и. необходим дл  нормировки сигнала фотоприемника 7. Отщепление части пробного импульса на фотоприемник 7 осуществл етс  светодели- тельной пластинкой 5, установленной под углом близким к 90° к оптической оси, чтобы не нарушалось состо ние пол ризации пробного импульса.The angle between the polarizations of the exciting and probe pulses is set to 54.7 ° using a half-wave phase plate 10. The value of this angle can be chosen arbitrarily (except for 0 and up to 90 °), however, the value of the angle 54.7 greatly simplifies the formulas for calculation of dichroism and birefringence. Under these conditions, the direction of polarization makes the polarization state of the probe pulse at the exit from medium 12 sensitive to induced dichroism and birefringence and simplifies the calculation ratios. The ratio of the probe pulse passing through medium 12 is analyzed by the time dependence of the intensity of the isolated polarization component. For this, an analyzer 6 is placed in the path of the probe pulse behind medium 12, the transmission plane of which is rotated with respect to. the direction of the cross with polarizer 4 in the direction of the plane of polarization of the exciting pulse by the angle d (see p. 8). The photodetector 7 registers the energy of the probe pulse passing through the analyzer 6, and the signal of the photodetector 11 is proportional to the energy of the probe pulse before it hits the analyzer 6 and. necessary to normalize the signal of the photodetector 7. The part of the probe pulse is cleaved to the photodetector 7 by a beam splitter plate 5, mounted at an angle close to 90 ° to the optical axis, so that the polarization state of the probe pulse is not disturbed.

Дл  более детального раскрыти  сущности способа проведем детальный анализ происход щих физических  влений.For a more detailed disclosure of the essence of the method, we will carry out a detailed analysis of the occurring physical phenomena.

Введем углы, характеризующие положение плоскостей пол ризации возбуждающего и пробного импульсов и анализатора как показано на фиг.2, гдеWe introduce the angles characterizing the position of the planes of polarization of the exciting and probe pulses and the analyzer as shown in figure 2, where

Евх, Евых - состо ни  электрического пол  пробного импульса на входе и выходе из исследуемого образца;Evkh, Evikh - states of the electric field of the probe pulse at the entrance and exit of the test sample;

Ei,BX, Ef. Е„ВЬ1Х ЕхВЬ1Х - параллельные и перпендикул рные к полю возбуждающего импульса ком.поненты пол  пробного импульса на входе и выходе из исследуемого образца;Ei, BX, Ef. E „B1X ExB1X — parallel and perpendicular to the field of the exciting pulse are components of the probe pulse at the input and output of the test sample;

Q - угол поворота главной оси эллипса пол  пробного импульса;Q is the angle of rotation of the main axis of the ellipse of the probe pulse;

р - угол между пол ми возбуждающего и пробного импульсов на входе в образец; .6- угол расстройки анализатора 6 по отношению к состо нию скрещенности с пол ризатором 4.p is the angle between the fields of the exciting and probe pulses at the entrance to the sample; .6 is the detuning angle of analyzer 6 with respect to the state of cross with polarizer 4.

Тогда на вход в среду 12 дл  компонент пробного импульса имеем Ецвх EcosBxy Е/х Esin вх# . Поле на выходе из среды описываетс  математическими выражени ми (1). Сигнал, прошедший через анализатор 6,пропорционаленThen, at the entrance to the medium 12 for the components of the probe pulse, we have ECB EcosBxy E / x Esin in #. The field at the exit from the medium is described by mathematical expressions (1). The signal passed through analyzer 6 is proportional

S E7Xsm(V-S)()f-|E6 |2T0exp(ReAe-t f«S E7Xsm (V-S) () f- | E6 | 2T0exp (ReAe-t f «

x coscf.s ,n(-6)exp(Be-t/fSi/)-rin с, ««{«,-) «ф(-|е:4№- «)«.(3) Сигнал Si пропорционаленx coscf.s, n (-6) exp (Be-t / fSi /) - rin s, ““ {{, -) “f (- | е: 4№-“) “. (3) The signal Si is proportional

МЕГ |ЕГ1 -|Б 1|йТвв р(КеЛе- №). («вве- |} - + 5ina4 exp(-ReBe-t -t 4l. .MEG | EG1 - | B 1 | yTvv r (KeL - No.). ("Enter- |} - + 5ina4 exp (-ReBe-t -t 4l..

(4)(4)

55

00

55

00

00

55

Учитыва , что в растворах красителей величина В не превосходит единицу и можно приближенно считать, что ехр В у 1 + В и выбира  угол р arctg/(обычна  процедура при пол ризационных измерени х), дл  отношени  сигналов получаемTaking into account that the value of B in dye solutions does not exceed unity and it can be approximately assumed that exp B is 1 + B and the angle p arctg / is chosen (the usual procedure for polarization measurements), for the signal ratio

S/VM- oefc- -t. V,.S / VM- oefc- -t. V ,.

/1„6/ 1 „6

IS .-W-tIS.-W-t

Wm™ ) (5) С учетом (2) последн   зависимость переходит вWm ™) (5) Taking into account (2), the last dependence becomes

.,„ / , к enCTn/Tj., „/, To enCTn / Tj

S/V(6,S / V (6,

No.

We-t№)4We-t№) 4

.f-ЯГ cpeoaSe ),.f-YAG cpeoaSe),

(6)(6)

где 1/ г 1 /r + 1 /rg При величинах поворота анализатора на угол 0 «5 Re В/f зависимость S/Si от времени задержки имеет характерный вид с (см, фиг.З) с максимумом сразу после возбуждени  и минимумом при некоторой задержке . Коль скоро подобна  крива  получена экспериментально с исследуемой средой, подгонка ее под выражение (5) позвол ет установить величины ReB, lmB и 1/г + 1//гд . а следовательно и вычислить , TH/TJ и р. Така  аппроксимаци  может быть проведена и не в полном объеме,а по некоторым точкам. Один из способов приводитс  ниже. Он состоит в использовании величин сигналов в максимуме кривой (5/51)мах и дл  невозбужденного раствора (S/Si)0 (значени  при отрицательных задержках ), вз тых по отношению к минимальному сигналу (S/Si).where 1 / g 1 / r + 1 / rg For values of analyzer rotation through an angle of 0 5 5 Re B / f, the dependence of S / Si on the delay time has the characteristic form c (see Fig. 3) with a maximum immediately after excitation and a minimum at some delay. Since a similar curve was obtained experimentally with the medium under study, fitting it to expression (5) allows us to establish the values of ReB, lmB and 1 / g + 1 // gd. and therefore calculate TH / TJ and p. Such an approximation may not be carried out in full, but at some points. One method is provided below. It consists in using the signal values at the maximum of the (5/51) max curve and for the unexcited solution (S / Si) 0 (values at negative delays), taken with respect to the minimum signal (S / Si).

(5/S,). (5/3,1,(5 / S,). (5 / 3,1,

aa

(5/5,1)(5 / 5.1)

momo

(5/(5/

Iminv-i MimM Iminv-i mimm

Соответствующие значени  S/ле (5) составл ют:The corresponding S / le values (5) are:

ISb.) (6/5, tfn«J (SfS,1n,,(b-).ISb.) (6/5, tfn J J (SfS, 1n ,, (b-).

I6|«I6 | "

Причем минимальное значение(S/Si)min достигаетс  приMoreover, the minimum value (S / Si) min is achieved at

гш-ы«,,|Ґ.gsh-s ",, | Ґ.

| S

f.f.

Дл  а и b получаем IBI а 1г For a and b we get IBI a 1g

°ЧО1° CHO1

(8) Решение системы (8) относительно ReB и(8) The solution of system (8) with respect to ReB and

((еЬ..Т)((e..t)

.mb.&S(45Trt), (9).mb. & S (45Trt), (9)

что и решает вопрос о величинах W: Т, IVexp 3( Jtfwhich solves the problem of the quantities W: T, IVexp 3 (Jtf

I.I.

Ґi(MВ прототипе дл  измерени  дихроизма и двулучепреломлени  требуетс  m - n измерений , где m - число позиций анализатора (т 2), а п - число времен задержки, при которых производ тс  измерени . В предлагаемом способе число измерений сокращаетс , поскольку нет необходимости варьировать положение анализатора: оно равно числу времен задержки п. Таким образом выигрыш в производительности измерений составл ет m раз, где m 2.Ґi (In the prototype, for measuring dichroism and birefringence, m - n measurements are required, where m is the number of analyzer positions (t 2) and p is the number of delay times at which measurements are made. In the proposed method, the number of measurements is reduced, since there is no need to vary analyzer position: it is equal to the number of delay times p. Thus, the gain in measurement performance is m times, where m 2.

Пример конкретного выполнени .An example of a specific implementation.

Исследовались частотные зависимости светонаведенных дихроизма и двулучепреломлени  этанолового раствора красител  родамин 6Ж. Измерени  выполн лись с помощью лазерного спектрометра на основе пикосекундного лазера на фосфатном стекле , генерирующего световые импульсы длительностью (5i 2) пс.The frequency dependences of light-induced dichroism and birefringence of an ethanol solution of the rhodamine 6G dye were studied. The measurements were carried out using a picosecond phosphate glass laser spectrometer generating light pulses of duration (5i 2) ps.

В качестве преобразовател  9 длины волны возбуждающего импульса примен лс  генератор второй гармоники, а в качестве преобразовател  2 зондирующего импульса - система, состо ща  из генератора второй гармоники, параметрического генератораA second harmonic generator was used as a transducer 9 of the exciting pulse wavelength, and a system consisting of a second harmonic generator, a parametric generator, was used as a probe 2 transducer 2

света и второго генератора второй гармоники , обеспечивающа  плавную перестройкуlight and the second second harmonic generator, providing smooth tuning

длины волны в области 0,4-0,8 мкм. Перед падением на кювету 12 с исследуемым рэствором зондирующий импульс проходил через линию 3 задержки и пол ризатор А. Пол ризаци  возбуждающего импульса при помощи фазовой пластинки 10 поворачивалась так, что составл ла угол р : 54,7° сwavelengths in the region of 0.4-0.8 microns. Before falling onto the cell 12 with the studied solution, the probe pulse passed through the delay line 3 and polarizer A. The polarization of the exciting pulse with the help of phase plate 10 was rotated so that it made an angle p: 54.7 ° s

пол ризацией пробного импульса. За кюветой 12 на пути зондирующего импульса установленный анализатор 6 был ориентирован так, чтобы плоскость его пропускани  была повернута на угол б : 4° поpolarization of the probe pulse. Behind the cell 12 in the path of the probe pulse, the installed analyzer 6 was oriented so that its transmission plane was rotated by an angle b: 4 ° in

отношению скрещенности с пол ризатором 4. Этот угол соответствовал примерно половине максимального поворота главной оси эллипса пол ризации пробного импульса (фиг.2) и обеспечил регистрацию характерной временной зависимости соотношений S/Si (фиг.З). Регистрировалась- энерги  пробного импульса до падени  на анализатор 6 и за ним фотодиодами 7 и 11 соответственно , Сканиру  при помощи линии 3the ratio of intersection with the polarizer 4. This angle corresponded to approximately half the maximum rotation of the main axis of the ellipse of polarization of the probe pulse (Fig. 2) and provided registration of the characteristic time dependence of the S / Si ratios (Fig. 3). The energy of the probe pulse was recorded until it fell on the analyzer 6 and behind it by photodiodes 7 and 11, respectively, by scanning using line 3

задержки через каждые 5 пс, измер лась зависимость соотношени  S/Si от времени задержки (фиг.З). При каждой задержке усредн лись результаты дес ти выстрелов ; По полученной временной зависимостиdelays every 5 ps, the dependence of the S / Si ratio on the delay time was measured (Fig. 3). For each delay, the results of ten shots were averaged; According to the obtained time dependence

(фиг.З) определ лись соотношени  (S/Si)0, (S/Si)MHH и (5/51)макс, по которым с по-, мощью выражений (9), (8) и (2) определ лись величины наведенных дихроизма и двулучепреломлени . Провод  серию таких измерений при длинах волн зондировани  измен емых в области полос поглощени  м флюоресценции родамина 6Ж в этаноле через каждые 4 нм были определены частотные зависимости указанных параметров.(Fig. H), the ratios (S / Si) 0, (S / Si) MHH and (5/51) max were determined, by which, using expressions (9), (8) and (2), they were determined magnitudes of induced dichroism and birefringence. By conducting a series of such measurements at sounding wavelengths of rhodamine 6G fluorescence absorption bands changed in the region of the absorption bands of ethanol every 4 nm, the frequency dependences of these parameters were determined.

Установлено, что светонаведенный дихроизм имеет максимум на частоте чисто электронного перехода, а наведенное двулучепреломление имеет отрицательное значение в области полосы флюоресценции,It was found that light-induced dichroism has a maximum at the frequency of a purely electronic transition, and induced birefringence has a negative value in the region of the fluorescence band,

и положительное - в области полосы поглощени  с максимумами вблизи максимумов полос флюоресценции и поглощени  соответственно .and positive, in the region of the absorption band with maxima near the maxima of the fluorescence and absorption bands, respectively.

Измерени  были выполнены за неделю,Measurements were taken in a week,

Claims (1)

а по методу, вз тому в качестве прототипа, это зан ло бы не менее мес ца. Формула изобретени  Способ измерени  параметров светонаведенных дихроизма и двулучепреломле5 ни , включающий облучение исследуемой среды возбуждающими импульсами линейно пол ризованного света, зондирование возбужденной области среды световыми импульсами пробного излучени , регистрацию пол ризационных параметров прошедших через среду и анализатор пробных световых импульсов в зависимости от времени задержки пробных импульсов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности измерений, регистрируют временную зависимость выделенной пол ризационной компоненты пробных импульсов , а параметры дихроизма и двулу- чепреломлени  в материале определ ют из следующих соотношений:and by the method, moreover, as a prototype, it would take at least a month. SUMMARY OF THE INVENTION A method for measuring the parameters of light-induced dichroism and birefringence, including irradiating the test medium with exciting pulses of linearly polarized light, probing the excited region of the medium with probe light pulses, recording the polarization parameters transmitted through the medium and probe light pulses analyzer depending on the probe pulse delay time characterized in that, in order to increase the measurement productivity, a time dependence is recorded the extracted polarization component of the probe pulses, and the parameters of dichroism and birefringence in the material are determined from the following relationships: Wit-ехр {3 /Ttgd- ll ( + ib-1)}Wit-exp {3 / Ttgd- ll (+ ib-1)} tg4{fr + ) tg4 {fr +) (S/Si)o(S / Si) o ( S/Sl )мин (S / Sl) min (S/Sl )наке ( S/Si )мин(S / Sl) nake (S / Si) min 00 55 00 In - коэффициент пропускани  пробного излучени  дл  его пол ризации, параллельной пол ризации возбуждени ;In is the transmittance of the probe radiation for its polarization parallel to the polarization of the excitation; Tj,- коэффициент пропускани  пробного излучени  дл  его пол ризации, перпендикул рной к пол ризации возбуждени ;Tj, is the transmittance of the probe radiation to polarize it, perpendicular to the polarization of the excitation; Ч - разность фаз дл  компонент пол ризации пробного излучени  параллельной и перпендикул рной к пол ризации возбуждени ;H is the phase difference for the components of the polarization of the probe radiation parallel and perpendicular to the polarization of the excitation; д - угол расстройки анализатора от положени  скрещенности с пол ризацией пробного излучени ;e is the angle of detuning of the analyzer from the position of the cross with the polarization of the probe radiation; (S/Si)o - соотношение энергии пробного излучени  перед анализатором и за ним в отсутствии возбуждени ;(S / Si) o is the ratio of the energy of the probe radiation in front of and behind the analyzer in the absence of excitation; (S/SI)MHH - соотношение энергии пробного излучени  перед анализатором и за ним в минимуме кинетической зависимости;(S / SI) MHH is the ratio of the energy of the probe radiation in front of and behind the analyzer in a minimum kinetic dependence; (S/Si)MaKc - соотношение энергии пробного излучени  перед анализатором и за ним в максимуме кинетической зависимости.(S / Si) MaKc is the ratio of the probe radiation energy in front of and behind the analyzer at the maximum kinetic dependence. s/ss / s ОABOUT 5%гЗ5% gz
SU914905151A 1991-01-25 1991-01-25 Method of measuring light-induced dichroism and birefringence RU1805351C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914905151A RU1805351C (en) 1991-01-25 1991-01-25 Method of measuring light-induced dichroism and birefringence

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914905151A RU1805351C (en) 1991-01-25 1991-01-25 Method of measuring light-induced dichroism and birefringence

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1805351C true RU1805351C (en) 1993-03-30

Family

ID=21557087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914905151A RU1805351C (en) 1991-01-25 1991-01-25 Method of measuring light-induced dichroism and birefringence

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1805351C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O.Waldeck, A,(.Cross et at. Picosecond pulse Induced transient molecular blrefrigence and dlchrolsm, J.Chem. Phys., 74. N6, p.3381-3387, 1981, Васильева M.A, Амплитудна и фазова части нелинейного отклика красителей. -Квантова электроника, 1984, т.П, № 1, с.90-97. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4905169A (en) Method and apparatus for simultaneously measuring a plurality of spectral wavelengths present in electromagnetic radiation
US8742353B2 (en) Single terahertz wave time-waveform measuring device
US4193690A (en) Heterodyne detection of coherent Raman signals
US6573700B2 (en) Method of characterizing free-space radiation using a chirped optical pulse
EP1046900A2 (en) Optical heterodyne detection for cavity ring-down spectroscopy
WO2004106900A1 (en) Reflection type terahertz spectrometer and spectrometric method
Garriga Francis et al. Local measurement of terahertz field-induced second harmonic generation in plasma filaments
US6108085A (en) Interferometric auto-correlator using third-order nonlinearity
JP3533651B1 (en) Time-resolved nonlinear susceptibility measurement system
RU1805351C (en) Method of measuring light-induced dichroism and birefringence
Benson et al. REVIEW OF RECENT EXPERIMENTAL RESULTS FROM THE STANFORD 3µm FREE ELECTRON LASER
Swofford et al. New two− photon absorption spectrometer and its application to diphenylbutadiene
Kintzer et al. Near-surface second-harmonic generation for autocorrelation measurements in the UV
JPH08146066A (en) Electrical signal-measuring method and device
RU2697879C1 (en) Femtosecond optoelectronic system for measuring the field of thz pulses obtained using an electron accelerator
Biscar et al. Laser method for absolute velocity calibration of Mössbauer spectrometers
JPH0427843A (en) Low noise pulse light source using laser diode and voltage detector using the light source
Salmeen et al. A phase-shift fluorometer using a laser and a transverse electrooptic modulator for subnanosecond lifetime measurements
Man et al. Suppression of optical feedback effects on saturated absorption signals by phase modulation of the reflected light
CN109883952B (en) Nonlinear coefficient measuring device based on weak measurement technology and measuring method thereof
Lytle et al. Intracavity laser intensity modulation at frequencies from 0.01 Hz to 1.2 GHz
Do et al. Degenerate phase-conjugate four-wave mixing in a nearly-Doppler-free two-level atomic medium
RU1775622C (en) Dispersion interferometer
JPH0766257A (en) Sum frequency measuring device
SU1656342A1 (en) Microspectrophotometer-fluorimeter