مکانیسم برانگیختگی در لیزرهای رنگی

مکانیسم برانگیختگی در لیزرهای رنگی

یکی دیگر از سیستمهای توسعه یافته لیزری که برای انتخاب طول موج پیوسته مورد استفاده قرار می گیرد لیزر رنگی است . لیزرهای رنگی ساده ترین  و متداولترین منابع در نواحی مرئی و فرابنفش طیف الکترومغناطیس می باشند . مواد آلی مورد استفاده در این لیزرها آن سری از مواد هستند که قادر به جذب نور در نواحی فرابنفش نزدیک ، مرئی و فرو سرخ نزدیک می باشند . حالت فیزیکی این مواد می تواند هر کدام از حالات سه گانه جامد ، مایع و یا گاز باشد . پایین ترین تراز انرژی مولکول رنگی یک تراز یکتایی است که خود شامل چند ریز تراز انرژی  ، ارتعاشی و چرخشی می باشد . فاصله ترازهای ارتعاشی 1400 تا cm^-1 1700می باشد و فاصله ترازهای چرخشی کمتر از  این مقادیر است ، به طوری که می توان ادعا کرد که ترازهای چرخشی تقریبا پیوسته بوده و هر تراز انرژی الکترونی مجموعه ای از ترازهای انرژی پیوسته خواهد بود . جهشهای الکترونی بین این ترازها باعث ایجاد نوارهای جذبی و یا نشری پهن می گردد . 

مولکول رنگی با جذب نور از ترازهای انرژی پایین به ترازهای ارتعاشی ( یا چرخشی ) بالاتر ، برانگیخته می شود. در زمان بسیار کوتاهی به اندازه 11-10 ثانیه توزیع مجدد تابش بین زیر ترازها اتفاق می افتد . این جهشها به صورت گرمایی انجام می گیرند .

برای اغلب مولکولها جهش های بدون تابش به پایین ترین تراز ارتعاشی انجام می گیرد. برانگیخته شدن از ترازی به تراز دیگر نیز امکان پذیر است که متعاقب آن برای اغلب مولکولهای رنگی جهش بدون تابش  در زمانی حدود ^10- 10 الی ^11-10 ثانیه اتفاق می افتد . سایر جهشها از قبیل جهش بدون تابش نیز امکان پذیر هستند . طول عمر  مربوط به حالت سه تایی بیشتر از طول عمر فلورسانس بوده و این به خاطر غیر مجاز بودن انتقال   است . از آنجا که جهش مجاز است. این انتقال ممکن است توسط جذب نور نشر شده از انتقال صورت پذیرد و لذا این فرآیند مزاحم عمل لیزر خواهد بود . برای حذف این مزاحمت از یک فرونشاننده استفاده می شود . بدین منظور تعدادی مواد دیگر به ماده رنگی افزوده می شود . اکسیژن و اغلب دی ان ها ، مثل پی پریلین ، سیکلواکتادی ان ، 1 و 3 سیکلواکتادی ان مثال هایی از این گونه مواد می باشند . به این ترتیب عمل لیزر اتفاق خواهد افتاد. مواد آلی که در لیزرهای رنگی مورد استفاده قرار می گیرند اغلب از خانواده اکسازول ، زانتن ، پلی متین ، آکریدین ، آنتراسین و کومارین می باشند .  

 مرجع