Антистоксовая люминесценция

”Антистоксовая люминесценция” есть процесс, при котором поглощаются низкочастотные фотоны и излучаются более высокочастотные [5]. Излучение высокочастотных фотонов становится возможным за счет развития ряда процессов, приводящих к суммированию энергии возбуждающих фотонов (рис.3). С энергетической точки зрения антистоксова люминесценция означает преобразование внутренней энергии излученного образца в энергию люминесценции.

Исследования механизмов, приводящих к антистоксовой люминесценции в различных средах, легированных редкоземельными ионами, продолжаются на протяжении более чем трех десятилетий. В 1966 г. независимо Ф. Озелем и В.В. Овсянкиным, П.П. Феофиловым были впервые проведены эксперименты по преобразованию ИК излучения в видимый диапазон. Для объяснения процессов, происходящих в системах, активированных РЗИ, приводящих к преобразованию ИК излучения в видимое, Ф. Озель предложил механизм суммирования энергии фотонов через перенос энергии. В.В. Овсянкин и П.П. Феофилов объяснили наблюдаемые явления кооперативным суммированием энергии электронного возбуждения [11].

Все механизмы АСЛ можно разделить на четыре основных класса:

1. Суммирование энергии фотонов через перенос энергии рис. 4. Этот механизм был предложен в 1966 году французским физиком Ф. Озелем [11]. Ион сенсибилизатор поглощает квант энергии и из основного состояния переходит в возбужденное. Затем происходит последовательный перенос энергии возбуждения от иона сенсибилизатора к иону активатору. После этого ион активатора оказывается в возбужденном состоянии. Затем ион активатора может получить еще один квант энергии от другого сенсибилизатора и перейти в следующее возбужденное состояние.

2. Последовательное поглощение фотонов рис. 5. Этот механизм был предложен Н. Бломбергеном [11].

3. Кооперативная сенсибилизация рис. 6а. Этот механизм был предложен П.П. Феофиловым и В.В. Овсянкиным [11]. При этом процессе энергия от двух возбужденных ионов сенсибилизаторов передается в едином акте переноса одному иону активатора.

4. Кооперативная люминесценция рис. 6б. Это излучение одного фотона от двух возбужденных взаимодействующих ионов активаторов.

То, какой из перечисленных механизмов будет развиваться в исследуемой системе, определяется в первую очередь взаимодействующими ионами и их концентрацией. Кроме того, в реальных системах обычно могут протекать одновременно несколько различных процессов.