Resonant impulsive-stimulated Raman scattering on malachite green

Abstract

We have studied in the femtosecond regime the transient dynamics of dichroism (anisotropic absorption), birefringence, and frequency shift induced by an intense femtosecond pump beam in the dye malachite green in solution. Vibrational quantum beats were observed superimposed on the saturated absorption and dispersion signals and quantitatively explained in terms of impulsivestimulated Raman scattering close to an electronic resonance. The selectivity for observation of the vibrations in the two electronic states is described for the different experimental schemes. We discuss the access to vibrational and electronic dynamics in both ground and excited electronic states and compare the possibilities to those of previous techniques.

Recent progress in dynamical spectroscopy of Raman light scattering

“…Это обстоятельство сделало актуальным анализ проблемы влияния временной паузы пробного импульса на его характеристики с тем, чтобы осуществить адекватные схемы экспериментов. Этому комплексу воп росов посвящены две работы [131,132].…”

“…Дейст вительно, напряженность электромагнитного поля опрашивающего светового импульса, посылаемого в среду спустя весьма короткий промежуток времени и прошедшего толщу l образца с наведенными когерентными колебательными волнами, неизбежно окажется промодулированной. В аналитической форме этот процесс может быть записан как в которых -молярное сечение поглощения и действительная часть поляризуемости излучаемого состояния соответственно, отнесенные к отдель ной колебательной амплитуде q. Можно также ожидать частотной модуляции пробного пучка, приближенно описываемой как и его амплитудной модуляции зависящей от временной паузы Чтобы полностью описать резонансную специфику внутриимпульсного ВКР, авторы [131,132] перешли ко второму порядку приближения и вычис лили элементы матрицы плотности, включающие константы затухания. Сде лано упрощающее предположение, что время дефазировки T электронной под №6] ДИНАМИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ КРС 115 состояний Принят метод матриц плотности первого приближения, в ко тором, как обычно, их элементы описывают движение заселенностей, а для -возбуждение КР.…”

“…А именно, если падающий импульс содержит при частотах колебательных мод сильные компо ненты Фурье, то только в этом случае возникает внутриимпульсное ВКР как в основном, так и в верхнем электронных состояниях. Аппроксимируя эти выражения простейшей моделью гармонического осциллятора, авторам [131,132] удается также записать в явном виде функции опрашива ющих сигналов, анализ которых позволил выявить все особенности поведения когерентных колебаний в зависимости от остроты резонанса.…”

“…Небольшая его доля под малым углом совмещалась в среде с последним, выполняя при этом функцию зондирования системы. Итак, предложенная авторами [131,132] теория и выполненные ими экс перименты позволили вскрыть природу эффекта внутриимпульсного ВКР, включая и его резонансный вариант, что имеет исключительно большое зна чение для понимания всех сопутствующих процессов, в частности, самого эле ментарного акта поглощения света. При этом показано, что однозначная ин терпретация квантовых биений, т.е.…”

“…Таким образом, авторы [131,132] "наводят мост" между корректными исследованиями внутриимпульсного ВКР и теми результатами по квантовым биениям, которые ранее были обнаружены и описаны в работах [14 -18] с использованием методов возбуждения спектров по схеме пересекающихся пучков и регистрации по схеме оптической корреляции. Это является весьма существенным шагом вперед по пути развития временной спектроскопии ко лебательных и электронных переходов в сложных молекулярных системах.…”