Skip to main content
SpringerLink
Log in

Applications of synchronously pumped dye-lasers to time-resolved emission and absorption spectroscopy

Применение синхронно накачанных лазеров на красителях для излучения, разрешенного во времени, и спектроскопия поглощения

  • Published:
Il Nuovo Cimento B (1971-1996)

Summary

Methods of generation and measurement of tunable ultrashort light pulses from c.w. synchronously pumped dye-lasers are described. Conditions for optimal pulse shape are discussed and experiments to determine absolute dye-laser cavity length, pulse-to-pulse reproducibility and pulse substructure are described. Methods of applying synchronously pumped dye-lasers to time-resolved emission and absorption spectroscopy are described. Results on the orientational motion of oxazine in a variety of solvents are described and discussed, in terms of the hydrodynamic boundary condition. Fluorescence data on the solvent-dependent excited-state dynamics of anilinonaphthalene sulphonate are presented and discussed. It is suggested that the very rapid radiationless transition observed in aqueous solution corresponds to electron transfer from the excited molecule to a nearby solvent trap.

Riassunto

Si descrivono metodi di generazione e misurazione di impulsi luminosi ultrabrevi modulabili da laser a coloranti c.w. pompato in modo sincrono. Si discutono le condizioni per una forma ottimale dell’impulso e si descrivono esperimenti per determinare la lunghezza assoluta di cavità del laser a colorante, la riproducibilità impulso ad impulso e la sottostruttura dell’impulso. Si descrivono metodi di applicazione dei laser a colorante pompati in modo sincrono all’emissione a risoluzioni temporali ed alla spettroscopia d’assorbimento. Si descrivono e discutono i risultati riguardanti il moto orientazionale dell’ossazina in una varietà di solventi, sulla base della condizione idrodinamica di contorno. Si presentano e discutono dati di fluorescenza riguardanti la dinamica dello stato eccitato dipendenti dal solvente del solfonato di anilinonaftalene. Si suggerisce che la rapidissima transizione senza radiazione osservata nella soluzione acquosa corrisponda al trasferimento di elettroni dalla molecola eccitata alla vicina trappola di solvente.

Резюме

Описываются методы генерации и измерения ультракоротких световых импульсов из c.w. синхронно накачанных лазеров на красителях. Обсуждаются условия для оптимальной формы импульса. Описываются эксперименты для определения абсолютной длины резонатора лазера на красителях, воспроизводимость от импульса к импульсу и субструктура импульса. Описываются методы применения синхронно накачанных лазеров на красителях и спектроскопии поглощения. Описываются и обсуждаются результаты по ориентационному движению оксазина в различных растворителях в терминах гидродинамического граничного условия. Приводятся и обсуждаются данные, основанные на флуоресценции, которые характризуют динамику возбужденного состояния сульфоната анилинонафталина в зависимости от растворителя. Предполагается, что очень быстрый безызлучательный переход, наблюденный в водном растворе, соответствует переходу электрона от возбужденнои молекулы к ближайшей ловушке растворителя.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. J. N. Eckstein, A. J. Ferguson, T. W. Hanch, C. A. Minard andC. K. Chan:Opt. Commun.,27, 466 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. J. Kuhl, H. Klingenberg andD. von der Linde:Appl. Phys.,18, 279 (1979); b)R. K. Jain andC. P. Ausschnitt:Opt. Lett.,2, 117 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. A. Icsevgi andW. E. Lamb:Phys. Rev.,185, 517 (1969).

    Article  MathSciNet  ADS  Google Scholar 

  4. E. P. Ippen andC. V. Shank:Appl. Phys. Lett.,27, 488 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. See, for example, curves inLaser Dyes, Exciton Chemical Company Inc. (1979).

  6. C. V. Shank andE. P. Ippen: inUltrashort Light Pulses, edited byS. L. Shapiro (Berlin, 1977).

  7. H. A. Pike andM. Hercher:J. Appl. Phys.,41, 4562 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. D. B. McDonald, D. Waldeck andG. R. Fleming:Opt. Commun.,34, 127 (1980);b)D. B. McDonald, J. L. Rossel andG. R. Fleming:IEEE J. Quantum Electron., in press.

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. C. P. Ausschnitt, R. K. Jain andJ. P. Heritage:IEEE J. Quantum Electron., QE15, 912 (1979).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. N. J. Frigo, T. Daly andH. Mahr:IEEE J. Quantum Electron., QE13, 101 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. D. M. Kim, J. Kuhl, R. Lambrich andD. von der Linde:Opt. Commun.,27, 123 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. J. de Vries, D. Babelaar andJ. Langelaar:Opt. Commun.,18, 24 (1976).

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. J. Kuhl, R. Lambrich andD. von der Linde:Appl. Phys. Lett.,31, 657 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. S. Blit, E. G. Weaver, T. A. Rabson andF. K. Tittel:Appl. Opt.,17, 721 (1978).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  15. C. V. Shank, E. P. Ippen andO. Teschke:Chem. Phys. Lett.,45, 291 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. G. R. Fleming, O. L. J. Gijzeman andS. H. Lin:J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2,70, 1074 (1974).

    Article  Google Scholar 

  17. B. I. Greene, R. M. Hochstrasser andR. B. Weisman:J. Chem. Phys.,70, 1247 (1979).

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. D. Waldeck, A. J. Cross, D. B. McDonald andG. R. Fleming:J. Chem. Phys.,74, 3381 (1981).

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. C. V. Shank andE. P. Ippen:Appl. Phys. Lett.,26, 62 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. G. R. Fleming, J. M. Morris andG. W. Robinson:Chem. Phys.,17, 91 (1976).

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. G. R. Fleming, A. E. W. Knight, J. M. Morris, R. J. Robbins andG. W. Robinson:Chem. Phys. Lett.,51, 399 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. R. K. Jain andJ. P. Heritage:Appl. Phys. Lett.,32, 41 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. W. H. Hesselink andD. A. Wiersma:Chem. Phys. Lett.,56, 227 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. J. P. Heritage, J. G. Bergman, A. Pinczuk andJ. M. Worlock:Chem. Phys. Lett.,67, 229 (1979).

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. M. G. Sceats: in press.

  26. E.g.,S. C. Pyke andM. W. Windsor: inChemical Experimentation Under Extreme Conditions, edited byB. W. Rossitor (New York, N. Y., 1978).

  27. C. V. Shank andE. P. Ippen: inPicosecond Phenomena, edited byC. V. Shank, E. P. Ippen andS. L. Shapiro (Berlin, 1978).

  28. J. M. Wiesenfeld andE. P. Ippen:Chem. Phys. Lett.,67, 213 (1979).

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. D. W. Phillion, D. J. Kuizenga andA. E. Siegman:Appl. Phys. Lett.,27, 85 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. D. D. Dlott, M. D. Fayer, J. Salcedo andE. A. Siegman: inPicosecond Phenomena, edited byC. V. Shank, E. P. Ippen, andS. L. Shapiro (Berlin, 1978), p. 240.

  31. H. Mahr andM. D. Hirsch:Opt. Commun.,13, 96 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. M. D. Hirsch, M. A. Marcus, A. Lewis, H. Mahr andN. Frigo:Biophys. J.,16, 1399 (1976).

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. T. Daly andH. Mahr:Solid State Commun.,25, 323 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. M. C. Adams, W. Sibbet andD. J. Bradley:Opt. Commun.,26, 273 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. W. R. Ware: inCreation and Detection of the Excited State, Vol.1A, edited byA. A. Lamola (San Francisco, 1971).

  36. C. Lewis, W. R. Ware, L. J. Doemeny andT. L. Nemzek:Rev. Sci. Instrum.,44, 107 (1973).

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. More details can be found in ref. (38, 39)..P. J. Sadkowski andG. R. Fleming:Chem. Phys.,54, 79 (1980).

    Article  Google Scholar 

  38. R. J. Robbins, G. R. Fleming, G. S. Beddard, G. W. Robins andP. J. Thistlethwaite andG. J. Woolf:J. Am. Chem. Soc.,102, 6271 (1980).

    Article  Google Scholar 

  39. P. J. Sadkowski andG. R. Fleming:Chem. Phys.,54, 79 (1980).

    Article  ADS  Google Scholar 

  40. G. S. Beddard, R. J. Robbins andG. R. Fleming: unpublished results.

  41. L. E. Cramer andK. G. Spears:J. Am. Chem. Soc.,100, 221 (1978).

    Article  Google Scholar 

  42. R. J. Robbins: unpublished.

  43. G. W. Robinson, R. J. Robins, G. R. Fleming, J. M. Morris, A. E. W. Knight andR. J. S. Morrison:J. Am. Chem. Soc.,100, 7145 (1978).

    Article  Google Scholar 

  44. G. R. Fleming, G. Porter, R. J. Robbins andJ. A. Synowiec:Chem. Phys. Lett.,52, 228 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  45. G. Weber andD. J. R. Laurence:Biochem. J.,56, 31P (1954).

    Google Scholar 

  46. L. Brand andG. R. Grohlke:Ann. Rev. Biochem.,41, 843 (1972).

    Article  Google Scholar 

  47. G. K. Radda:Curr. Top. Bioeng.,4, 81 (1971).

    Google Scholar 

  48. G. K. Radda andJ. Vanderkooi:Biochem. Biophys. Acta,265, 509 (1972).

    Google Scholar 

  49. C. J. Seliskar andL. Brand:J. Am. Chem. Soc.,93, 5414 (1971).

    Article  Google Scholar 

  50. C. J. Seliskar andL. Brand:J. Am. Chem. Soc.,93, 5405 (1971).

    Article  Google Scholar 

  51. J. Synowiec: Ph. D. Thesis, London (1978).

  52. D. Holten andM. W. Windsor:Annu. Rev. Biophys. Bioeng.,7, 189 (1978).

    Article  Google Scholar 

  53. R. E. Smalley, L. Wharton andD. H. Levy:Acc. Chem. Res.,10, 139 (1977).

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. The Department of Chemistry and James Frank Institute, The University of Chicago, 60637, Chicago, Ill., U.S.A.

    G. R. Fleming & D. Waldeck

  2. Davy Faraday Research Laboratory, The Royal Institution, 21 Albemarle Street, WIX 4BS, London, UK

    G. S. Beddard

Authors
  1. G. R. Fleming
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. D. Waldeck
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. G. S. Beddard
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Traduzione a cura della Redazione.

Переведено редакцией.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Fleming, G.R., Waldeck, D. & Beddard, G.S. Applications of synchronously pumped dye-lasers to time-resolved emission and absorption spectroscopy. Nuov Cim B 63, 151–173 (1981). https://doi.org/10.1007/BF02721424

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02721424

Search

Navigation