二光子吸収計算機

二光子吸収は、分子がごく短い時間内に二つの光子を吸収して励起状態に達する非線形光学過程です。各光子は、通常の一光子遷移に必要なエネルギーのおよそ半分を担うことができます。通常の照明強度では起こる確率が極めて小さいため、実験では一般に強く集光したパルスレーザーを使い、高い瞬間強度を生み出します。この計算機は、報告された二光子吸収断面積、入射強度、波長から、分子あたりの吸収イベント速度を推定します。 二光子吸収断面積は一般にGöppert-Mayer単位で示されます。一 GM は 10 の負の 50 乗のセンチメートル四乗・秒毎光子毎分子に相当します。計算機はまずプランク定数、光速、波長から一つの光子のエネルギーを求めます。平方センチメートルあたりのワットで表した放射照度をそのエネルギーで割ると、光子束が得られます。理想化した分子の吸収速度は、基本単位に換算した断面積に光子束の二乗を掛けたものです。この二乗依存性が過程の実用上の特徴で、強度を二倍にすると予測速度は四倍になります。 結果は、連続で一様な単色光場にある一分子の理想化した速度を表します。実際のレーザー実験では平均出力が示されることが多い一方、吸収はピーク強度に応答します。そのためパルス系では、測定した平均出力を適切な瞬間放射照度に換算するために、パルス幅、繰り返し周波数、ビーム分布、焦点面積、時間波形が必要です。濃度、光路長、分子配向、溶媒、凝集、飽和、光退色、競合する励起状態過程も、測定される試料全体の信号に影響します。 この値は、同じ仮定のもとでの規模の推定や比較に使用し、完全な伝播モデルや蛍光モデルの代わりにはしないでください。文献値が蛍光量子収率を含む作用断面積なのか、純粋な吸収断面積なのかを確認してください。波長と単位を統一し、強度がピーク値か平均値かを記録します。光子束が非常に高いと、基底状態の枯渇や飽和によって単純な二乗則が成り立たなくなることがあります。実験室の安全計算では、この分子速度の推定だけに頼らず、適切なレーザー規格と校正済みのビーム測定を用いる必要があります。