О. С. Васютинский
Теоретически исследованы эффекты дихроизма и двулучепреломления в возбуждённых состояниях многоатомных молекул при возбуждении двумя последовательными фемтосекундными импульсами в зависимости от времени задержки между ними. Получены общие выражения для изменения интенсивности и состояния поляризации зондирующего импульса после прохождения раствора произвольных многоатомных молекул для любых исходных поляризаций каждого из лазерных импульсов. Полученные выражения для изменения поляризации зондирующего импульса записаны в представлении сферических тензорных операторов, что позволило разделить полевую часть, описываемую тензором поляризации электромагнитного излучения, от молекулярной (материальной) части, описываемой тремя скалярными величинами линейной и нелинейной оптической восприимчивости с рангами К = 0,1,2. Полученные выражения учитывают когерентность колебательных состояний в возбуждённых состояниях молекул, а также распад этих состояний за счет колебательной релаксации, вращательной диффузии и радиационных переходов. Эти выражения содержат вклады как от линейного дихроизма, так и от двулучепреломления в возбуждённых состояниях молекул, причем при определённых условиях оба эффекта могут наблюдаться одновременно. Рассмотрена геометрия почти коллинеарного распространения накачивающего и зондирующего импульсов через молекулярный образец и показано, что вклады от линейного дихроизма и двулучепреломления в сигнал могут быть выражены через параметры Стокса прошедшего через образец пробного импульса и полностью разделены в эксперименте за счёт надлежащего выбора анализатора поляризации зондирующего импульса, установленного перед фотоприёмником. Полученные выражения применены для исследования экспериментальных сигналов, полученных при использовании поляризационно-модуляционной экспериментальной методики, разработанной в недавней работе авторов. При этом предметом исследования являлся раствор биологических молекул NADH, играющих определяющую роль в осуществлении окислительно-восстановительных реакций в клетках живых организмов. Показано, что полученные сигналы содержат вклады как от линейной оптической восприимчивости образца, так и от нелинейной оптической восприимчивости третьего порядка (стимулированное рамановское рассеяние), которые позволяют получить важную информацию о структуре исследуемых молекул и о пикосекундной динамике в их возбуждённых состояниях.
Страница создана 21 января 2025 г.