Калькулятор двухфотонного поглощения

Двухфотонное поглощение — нелинейный оптический процесс, при котором молекула переходит в возбуждённое состояние, поглотив два фотона за очень короткий промежуток времени. Каждый фотон может нести примерно половину энергии, необходимой для обычного однофотонного перехода. При обычном освещении вероятность крайне мала, поэтому в экспериментах обычно используют сильно сфокусированные импульсные лазеры, создающие высокую мгновенную интенсивность. Калькулятор оценивает частоту событий на молекулу по опубликованному сечению двухфотонного поглощения, интенсивности падающего света и длине волны. Сечения двухфотонного поглощения обычно приводят в единицах Гёпперт-Майер. Один GM равен 10 в степени минус 50 сантиметров в четвёртой степени, умноженных на секунду, на фотон и на молекулу. Сначала калькулятор определяет энергию одного фотона по постоянной Планка, скорости света и длине волны. Деление облучённости в ваттах на квадратный сантиметр на эту энергию даёт поток фотонов. Затем идеализированная скорость молекулярного поглощения вычисляется как сечение в базовых единицах, умноженное на квадрат потока фотонов. Эта квадратичная зависимость — ключевая практическая особенность процесса: удвоение интенсивности увеличивает прогнозируемую скорость в четыре раза. Результат представляет идеализированную скорость для одной молекулы в непрерывном однородном монохроматическом поле. В реальных лазерных экспериментах часто указывают среднюю мощность, хотя поглощение определяется пиковой интенсивностью. Поэтому для импульсных систем нужны длительность импульса, частота повторения, профиль пучка, площадь фокуса и временная форма, чтобы перевести измеренную среднюю мощность в соответствующую мгновенную облучённость. Концентрация, оптический путь, ориентация молекул, растворитель, агрегация, насыщение, фотообесцвечивание и конкурирующие процессы в возбуждённом состоянии также влияют на измеряемый суммарный сигнал. Используйте значение для оценок порядка величины и сравнений при согласованных допущениях, а не вместо полной модели распространения или флуоресценции. Уточните, является ли литературное значение сечением действия, включающим квантовый выход флуоресценции, или чистым сечением поглощения. Согласуйте длину волны и единицы и укажите, используется пиковая или средняя интенсивность. При очень высоком потоке истощение основного состояния и насыщение могут нарушить простой квадратичный закон. Расчёты лабораторной безопасности должны опираться на соответствующие лазерные стандарты и калиброванные измерения пучка, а не только на эту оценку молекулярной скорости.