Như trờn đó núi, trong cỏc nghiờn cứu về việc laser màu trong dung dịch khi bơm laser màu bằng cỏc xung laser ngắn hơn 20ns thỡ cú thể bỏ qua ảnh hưởng của hiệu ứng triplet trong hoạt động laser [4]. Khi cỏc thanh laser màu rắn được bơm, do tỏc động nhiệt, xỏc suất chuyển dời từ cỏc trạng thỏi singlet đến T1( bị cấm về spin) là cú và lớn hơn trong mụi trường dung dịch. Tức là sẽ cú tớch lũy trờn mức triplet và do đú mất mỏt hấp thụ triplet – triplet phải được tớnh đến.
Sơ đồ mức năng lượng và cỏc chuyển dời cú thể của phõn tử màu trờn hỡnh 2.1, cho ta thấy:
* Chuyển dời S1- S0 là kờnh phỏt huỳnh quang (cũn gọi là huỳnh quang nhanh) cú thời gian sống huỳnh quang τf cỡ ns.
* Chuyển dời S1- T1 gọi là dịch chuyển do tương tỏc chộo (intersystemcorossing) tạo nờn tớch lũy trờn mức Triplet từ đú cú dịch chuyển T1-S0 là kờnh phỏt lõn quang τp cỡ ns.
* Chuyển dời T1-S1 là kờnh huỳnh quang chậm cú thời gian phõn ró cựng bậc với lõn quang ms.
Như vậy, thời gian sống lõn quang τp và thời gian sống của huỳnh quang trễ τf cho thụng tin trực tiếp về thời gian sống của mức Triplet thấp nhất (T1) và việc thu được phổ lõn quang và huỳnh quang trễ của phõn tử màu laser rắn khẳng định cú tớch lũy trờn mức T1.
Hỡnh 2.1. Sơ đồ mức năng lượng của cỏc phõn tử màu trong nền rắn + R0 là tốc độ bơm đối với hấp thụ singlet – singlet
+ Mũi tờn hỡnh chữ S thể hiện chuyển dời phỏt xạ
+ Mũi tờn bằng nột đứt thể hiện chuyển dời khụng phỏt xạ.
+ kf, kp, kpq , fkisc là tốc độ huỳnh quang, lõn quang, dập tắt lõn quang và chuyển dịch nội phõn tử từ S1 – T1 và T1- S
Ta cú:
τp = 1/kp + kpq + fkisc (2.3) τdf = 1/kdf + kisc (2.4) Trong đú kp: tốc độ lõn quang tỉ lệ với xỏc suất phỏt xạ lõn quang
kdf : tốc độ dập tắt lõn quang kisc : tốc độ dịch chuyển chộo.
Trong nền rắn, phõn tử màu được giữ trong những cỏi lồng là nền rắn xung quanh. Điều đú làm giảm cỏc dao động va chạm gõy ra dập tắt nền kpq và kisc là nhỏ hơn trong mụi trường lỏng, do đú τp và τdf lớn hơn tức là thời gian sống của mức Triplet thấp nhất của phõn tử màu trong nền rắn lớn hơn trong mụi trường lỏng. Thời gian sống lõn quang nhiệt độ phũng (cựng bậc với thời gian phõn ró huỳnh quang trễ) đó
30
nhận được với phõn tử màu erythrosin B là 0.23 ms, với eosin Y là 0.76ms trong nghiờn cứu dưới điều kiện bơm Nd-YAG 532 nm, 5ns [6]. Khi tiến hành đo trờn cỏc mẫu gelatin và thủy tinh boric pha cựng một phõn tử màu trờn (gelatin và thủy tinh boric là nền khụng xốp, được coi là rắn hơn thủy tinh sol – gel) thu được kết quả với erythrosin B cú tốc độ dịch chuyển chộo kisc trong thủy tinh sol-gel là lớn hơn 40% tốc độ tương ứng trong gelatin và thời gian sống lõn quang của nú trong thủy tinh sol-gel (0.23 ms) là ngắn hơn trong gelatin (0.73 ms). Với eosin Y: thời gian sống lõn quang trong thủy tinh sol-gel là nhỏ hơn 5.5 lần trong màng mỏng gelatin [ 8].