Способ определения параметров ориентационной релаксации молекул красителей в возбужденном состоянии в растворах

(57) Изобрете спектроскопии в частности к ориентационно ных молекул к жидких раство ель изобретения -ности определенияонной релаксациив растворах.а чертеже приведеи способа.а кювету 1 с растется интенсивный овышение пра онстант орие Изобретение от спектроскопии рас в частности к опр ориентационной ре ных молекул краси жидких растворах. Ориентационная дых растворах выз ным переносом эне тический радиус и растворах - вра метр - время врао ии)стилей,етровжденх и носится к об творов краси еделению .пар лаксации воз телей в твер ац лекул красителе а схема реал ором красителяеполяризованлотность потока света, ром до ию 36,Фотонов в к РЯТЬ СООТНО1 Н ПЛОТНО дающего све на удовлетво 1 1, где Фотонов возбу реднее времяще ть по а с к тац ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Белорусский государственный университет им. В.И,Ленина (72) С,С,Ветохин, В,А,Гайсенок, Г.Г,Крылов и С.ВСергеев (53) 543.42(088,8)(56) Гайсенок В,А., Саржевский А,М. Анизотропия поглощения и люминесценции многоатомных молекул. Минск,1986, с. 241 191, 255.ИПС т. 46, 3, 19 Р 7, с. 489-492. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОРИЕНТАЦИОННОЙ РЕЛАКСАЦИИ МОЛЕКУЛ КРАСИТЕЛЕЙ В ВОЗБУЖДЕННОМ СОСТОЯНИИВ РАСТВОРАХ ие относится к области растворов красителей, определению параметров релаксации возбужденасителей в твердых и ах. Ориентационная ререлаксация в твервана безызлучательргии (параметр - кр ереноса), в жидких нием молекул (параательной переориен 2лаксация в твердых растворах вызвана безызлучательным переносом энергии (параметр - критический радиус переноса), в жидких растворах - вращением молекул (параметр - время вращательной переориентации). Цель изобретения - повышение правильности определения параметров ориентационной релаксации молекул красителя: времени вращательной переориентации в жидком растворе или критического радиуса переноса в твердом растворе. По способу возбуждение молекул красителя производят импульсом неполяризованного света с интенсивностью, достаточ ной для насыщения возбужденного состояния, зондирование ведут двумя по ледовательными импульсами линейно- поляризованного света с временами задержки, меньшими времени жизни возбужденного состояния, измеряют отношение интенсивностей зондирующих импульсов до и после прохождения раствора красителя и рассчитывают параметры ориентационной релаксации, 1 ил1548720 Для жидких растворов 50(2) спонтанной дезактивации возбуждения Возбуждающий импульс при выполнении данного условия создает насыщение возбужденных состояний. ПеРвый зондирующий линейно-поляризованный импульс 3 света при прохождении кюветы с красителем выжигает "провал" в ориентационном распределении возбужденных молекул за счет преимущественного срыва инверсии населенности для молекул, дипольный момент перехода которых параллелен вектору поляризации пробного импульса.Ориентационный "провал" затягивается с течением времени за счет безызлучательного переноса энергии (твердый раствор) или броуновскоговращения возбужденных молекул (жид кий раствор). Поэтому, если на кювету 20с красителем через определенное вре; мя задержкиподается второй зонди рующий импульс 4 с тем же состоянием .поляризации, что и первый, то коэффи, циент усиления такого импульса будет зависеть от времени задержки з, Из меряя интенсивности на входах 3 и 4и на выходах 5 и 6 первого и второгопробных световых импульсов, например , с помощью ФЭУ и импульсного вольтмет: ра, можно определить параметры ориентационной релаксации молекул краси-теля в возбужденном состоянии для , ,жидкой и твердой Фаз.Работоспособность и эффективность35способа поясняется расчетом. При по-падании возбуждающего импульса времен. , ная зависимость населенности возбуж, денного состояния будет иметь следующий вид40 и, (й) = и (о) ехр (-/) (1) где- время жизни возбужденноголсостояния,и (о) = 1 " ехр(-К );о, = 36,о Тдля е с о, О,1,(с) 1Коэффициент усиления при прохождении первого зондирующего импульсалсс с равен О) оК, = Кп(о)(1 в,) с 1 ККэ3 где К - коэффициент усиления приполной заселенности возбужденного состояния,Уц - единицный вектор вдоль диполя испускания,е, - вектор поляризации первогозондирующего импульса,д - углы Эйлера.Коэффициент усиления при прохождении второго зондирующего импульса равен(Ф о р)ук - ки (д,сзее )Дк, (3)Ы)где и - анизотропное распределениевозбужденных молекул, созданное возбуждающим и первым зондирующим импульсоми релаксирующее за счетвращения молекул (жидкийраствор) или переноса энергии (твердый раствор);е - вектор поляризации второгозондирующего импульса;- время задержки,Для нахождения К воспользуемся формальной связью между К и анизотропией люминесценции с учетом эффектов ориентационной релаксации для совпадающих диполей поглощения и ис- пускания(о) 2 оК (сз) = 3 Ко п(з)"(з) + (4) 3 3 ф 3, 3 2 у где г(с) - анизотропия люминесценции,Из Формул (2) и (4) получаем зависимость отношения интенсивности двух пробных сигналов на выходе от времени задержки Ф с 1) о Зобах 1 ох ГК Г) где о, 3 - параметры аппроксимациизависимости гтб от СЗФявляющейся решением задачи расчета анизотропии люминесценции при насыщении возбужденных состояний,1518720 6При 4 = 10 Ы = 3,101,=0,363 ф (5-7), что повышает правильность их Т =/ (С/С )-. (С - концентрация . определения.Цкрасителя) С = (3 -) ( кРи фор ула изобретен я тический радиус переноса). ВыраженияСпособ определения параметров ориентационной релаксации молекул кралинейности стимулированного излуче- сителей в возбужденном состоянииМ1 ( 0 = 35 3где 10 в растворах, включающий облучениераствора красителя импульсным излуче" с излучением имеют следующии вид ния с последующим зондированием молекул импульсным излучением в полосе 15 флуоресценции, о т л и ч а ю щ и.йс я тем, что, с целью повышения.правильности определения, возбуждениепроизводят импульсом неполяризованно"го света с интенсивностью, достаточ ной для насыщения возбужденного сосФтояния молекул красителя, зондирование ведут двумя последовательнымиимпульсами линейно-поляризованногов одной плоскости света с интенсивнос 1 а25 тями 3 ви 3 и с временами задержки, меньшими времени жизни возбужденного состояния молекул, измеряют отношение интенсивностей зондирующих импульсов, усиленных пои прохож дении раствоРа кРасителяеых/ вщкэи по зависимости 3ПИ вы Й вых)опоеделяют время вращательной переориентации в жидком растворе иликритический радиус переноса в твердом растворе.352 Оа г = -- М п = 1 -- . (8) 153 С учетом этого (5) преобразуется к виду(9) где Е(с) = ехр(-е/ь ) для жидких растворов; 3 растворов, Таким образом, в предлагаемом способе отношение интенсивностей зондирующих импульсов на выходе. более чувствительно к малому изменению констант ориентированной релаксации Составитель С.КузнеРедактор В.Данко Техред И.Ходанич орректор Т, Малец Заказ 138 Тираж 511 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, И, Раушская наб., д. ч/5 венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 19 роизв