प्रकाशिक उत्तेजना: Difference between revisions
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[[file:Photoexcitation in crystal.png|thumb|[[क्रिस्टल]] में | [[file:Photoexcitation in crystal.png|thumb|[[क्रिस्टल]] में प्रकाशिक उत्तेजना]]'''प्रकाशिक उत्तेजना''' फोटॉन अवशोषण द्वारा [[क्वांटम प्रणाली]] में उत्तेजित अवस्था की उत्पत्ति होती है। उत्तेजित अवस्था से फोटॉन और क्वांटम प्रणाली के बीच की अन्तःक्रिया से उत्पन्न होती है। फोटॉन में ऊर्जा होती है जो फोटॉन को वहन करने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित होती है।<ref>{{Cite journal|last1=Pelc|first1=J. S.|last2=Ma|first2=L.|last3=Phillips|first3=C. R.|last4=Zhang|first4=Q.|last5=Langrock|first5=C.|last6=Slattery|first6=O.|last7=Tang|first7=X.|last8=Fejer|first8=M. M.|date=2011-10-17|title=Long-wavelength-pumped upconversion single-photon detector at 1550 nm: performance and noise analysis|journal=Optics Express|volume=19|issue=22|pages=21445–56|doi=10.1364/oe.19.021445|pmid=22108994|issn=1094-4087|bibcode=2011OExpr..1921445P|s2cid=33169614|doi-access=free}}</ref> जो वस्तुएँ अधिक तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश उत्सर्जित करती हैं, वे कम ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करती हैं। इसके विपरीत, कम तरंग दैर्ध्य वाला प्रकाश अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करता है। जब फोटॉन क्वांटम प्रणाली के साथ परस्पर प्रभाव डालना है, तो यह जानना महत्वपूर्ण है कि कोई किस तरंग दैर्घ्य के साथ काम कर रहा है। लंबी तरंग दैर्ध्य की तुलना में एक छोटी तरंग दैर्ध्य क्वांटम प्रणाली में अधिक ऊर्जा स्थानांतरित करती है। | ||
परमाणु और आणविक स्तर पर | परमाणु और आणविक स्तर पर प्रकाशिक उत्तेजना फोटॉन अवशोषण द्वारा [[इलेक्ट्रॉन उत्तेजना]] की [[फोटोइलेक्ट्रॉनिक प्रक्रिया|प्रकाशिकइलेक्ट्रॉन प्रक्रिया]] है, जब [[photoionization|प्रकाशिक आयनन]] के कारण फोटॉन की ऊर्जा बहुत कम होती है। फोटॉन का अवशोषण प्लैंक के क्वांटम सिद्धांत के अनुसार होता है। | ||
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*[[डाई-संवेदीकृत सौर सेल]] सस्ते स्तर पर उत्पत्ति करने वाले सोलर सेल में इसका उपयोग करके | *[[डाई-संवेदीकृत सौर सेल]] सस्ते स्तर पर उत्पत्ति करने वाले सोलर सेल में इसका उपयोग करके प्रकाशिक उत्तेजना का उपयोग करते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Law|first1=Matt|last2=Greene|first2=Lori E.|last3=Johnson|first3=Justin C.|last4=Saykally|first4=Richard|last5=Yang|first5=Peidong|date=2005-05-15|title=नैनोवायर डाई-सेंसिटाइज़्ड सोलर सेल|journal=Nature Materials|volume=4|issue=6|pages=455–459|doi=10.1038/nmat1387|pmid=15895100|issn=1476-1122|bibcode=2005NatMa...4..455L|s2cid=37360993}}</ref> संभावित रूप में कई उच्च ऊर्जा फोटॉनों को जटिल और अवशोषित करने के लिए सौर सेल एक बड़े सतह क्षेत्र पर निर्भर करते हैं। लंबी [[तरंग दैर्ध्य]] की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य ऊर्जा रूपांतरण के लिए अधिक सक्षम होती हैं, क्योंकि छोटी तरंग दैर्ध्य [[प्लैंक-आइंस्टीन समीकरण]] को ले जाती हैं। कम तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश इसलिए डाई-संवेदी सौर कोशिकाओं में ऊर्जा के लंबे और कम प्रभावशाली रूपांतरण का कारण बनते हैं। | ||
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* वैकल्पिक रूप से [[लेजर पंपिंग|से पंप]] किए गए लेज़र | * वैकल्पिक रूप से [[लेजर पंपिंग|से पंप]] किए गए लेज़र प्रकाशिक उत्तेजना का उपयोग इस तरह से करते हैं कि लेज़रों में उत्तेजित परमाणुओं को लेज़रों के लिए आवश्यक प्रत्यक्ष-अंतर लाभ प्राप्त होता है।<ref>{{Cite journal|last1=Carroll|first1=Lee|last2=Friedli|first2=Peter|last3=Neuenschwander|first3=Stefan|last4=Sigg|first4=Hans|last5=Cecchi|first5=Stefano|last6=Isa|first6=Fabio|last7=Chrastina|first7=Daniel|last8=Isella|first8=Giovanni|last9=Fedoryshyn|first9=Yuriy|last10=Faist|first10=Jérôme|date=2012-08-01|title=जर्मेनियम में डायरेक्ट-गैप गेन और ऑप्टिकल अवशोषण फोटोएक्साइटेड कैरियर्स, डोपिंग और स्ट्रेन के घनत्व से संबंधित है|journal=Physical Review Letters|volume=109|issue=5|pages=057402|doi=10.1103/physrevlett.109.057402|pmid=23006206|issn=0031-9007|bibcode=2012PhRvL.109e7402C|url=https://www.dora.lib4ri.ch/psi/islandora/object/psi%3A12580}}</ref> यौगिक जीई में जनसंख्या व्युत्क्रमण के लिए आवश्यक घनत्व, अधिकांशतः लेजर में उपयोग की जाने वाली वस्तु,10<sup>20</sup> सेमी<sup>−3 होनी चाहिए। और इसे प्रकाशिक उत्तेजना के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। प्रकाश-उत्तेजना के कारण परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन उत्तेजित अवस्था में चले जाते हैं। जिस क्षण उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं की मात्रा सामान्य जमीनी अवस्था में मात्रा से अधिक होती है, जनसंख्या का उलटा होता है। उलटा, जैसा कि [[जर्मेनियम]] के कारण होता है, वस्तु को लेज़रों के रूप में कार्य करना संभव बनाता है।</sup> | ||
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परमाणु पैमाने पर प्रकाशउत्तेजना में नाभिक में [[न्यूक्लियॉन]] और [[डी एल अन्य फील्ड रियान|डेल्टा बेरोन]] अनुनादों कि उत्पत्ति सम्मलित है। | परमाणु पैमाने पर प्रकाशउत्तेजना में नाभिक में [[न्यूक्लियॉन]] और [[डी एल अन्य फील्ड रियान|डेल्टा बेरोन]] अनुनादों कि उत्पत्ति सम्मलित है। | ||
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Latest revision as of 13:01, 31 August 2023
क्रिस्टल में प्रकाशिक उत्तेजना
प्रकाशिक उत्तेजना फोटॉन अवशोषण द्वारा क्वांटम प्रणाली में उत्तेजित अवस्था की उत्पत्ति होती है। उत्तेजित अवस्था से फोटॉन और क्वांटम प्रणाली के बीच की अन्तःक्रिया से उत्पन्न होती है। फोटॉन में ऊर्जा होती है जो फोटॉन को वहन करने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित होती है।[1] जो वस्तुएँ अधिक तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश उत्सर्जित करती हैं, वे कम ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करती हैं। इसके विपरीत, कम तरंग दैर्ध्य वाला प्रकाश अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन उत्सर्जित करता है। जब फोटॉन क्वांटम प्रणाली के साथ परस्पर प्रभाव डालना है, तो यह जानना महत्वपूर्ण है कि कोई किस तरंग दैर्घ्य के साथ काम कर रहा है। लंबी तरंग दैर्ध्य की तुलना में एक छोटी तरंग दैर्ध्य क्वांटम प्रणाली में अधिक ऊर्जा स्थानांतरित करती है।
परमाणु और आणविक स्तर पर प्रकाशिक उत्तेजना फोटॉन अवशोषण द्वारा इलेक्ट्रॉन उत्तेजना की प्रकाशिकइलेक्ट्रॉन प्रक्रिया है, जब प्रकाशिक आयनन के कारण फोटॉन की ऊर्जा बहुत कम होती है। फोटॉन का अवशोषण प्लैंक के क्वांटम सिद्धांत के अनुसार होता है।
प्रकाशिक उत्तेजना का प्रकाशिक समावयवन में एक भूमिका निभाता है और विभिन्न तकनीकों में इसका उपयोग किया जाता है:
- डाई-संवेदीकृत सौर सेल सस्ते स्तर पर उत्पत्ति करने वाले सोलर सेल में इसका उपयोग करके प्रकाशिक उत्तेजना का उपयोग करते हैं।[2] संभावित रूप में कई उच्च ऊर्जा फोटॉनों को जटिल और अवशोषित करने के लिए सौर सेल एक बड़े सतह क्षेत्र पर निर्भर करते हैं। लंबी तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य ऊर्जा रूपांतरण के लिए अधिक सक्षम होती हैं, क्योंकि छोटी तरंग दैर्ध्य प्लैंक-आइंस्टीन समीकरण को ले जाती हैं। कम तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश इसलिए डाई-संवेदी सौर कोशिकाओं में ऊर्जा के लंबे और कम प्रभावशाली रूपांतरण का कारण बनते हैं।
- प्रकाश रसायन
- संदीप्ति
- वैकल्पिक रूप से से पंप किए गए लेज़र प्रकाशिक उत्तेजना का उपयोग इस तरह से करते हैं कि लेज़रों में उत्तेजित परमाणुओं को लेज़रों के लिए आवश्यक प्रत्यक्ष-अंतर लाभ प्राप्त होता है।[3] यौगिक जीई में जनसंख्या व्युत्क्रमण के लिए आवश्यक घनत्व, अधिकांशतः लेजर में उपयोग की जाने वाली वस्तु,1020 सेमी−3 होनी चाहिए। और इसे प्रकाशिक उत्तेजना के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। प्रकाश-उत्तेजना के कारण परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन उत्तेजित अवस्था में चले जाते हैं। जिस क्षण उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं की मात्रा सामान्य जमीनी अवस्था में मात्रा से अधिक होती है, जनसंख्या का उलटा होता है। उलटा, जैसा कि जर्मेनियम के कारण होता है, वस्तु को लेज़रों के रूप में कार्य करना संभव बनाता है।
- प्रकाशवर्णी अनुप्रयोग प्रकाशिकक्रोमिज़्म एक फोटॉन को अवशोषित करके एक अणु के दो रूपों के परिवर्तन का कारण बनता है।[4] उदाहरण के लिए बीआईपीएस अणु (2एच-एल-बेंजोपायरन-2,2- इंड्यूलीन एक फोटॉन को अवशोषित करके ट्रांस से सीआईएस और वापस परिवर्तित कर सकते हैं। अलग-अलग रूप अलग-अलग अवशोषण बैंड से जुड़े होते हैं। बीआईपीएस के सिस-रूप में, क्षणिक अवशोषण बैंड का मूल्य 21050 सेमी−1 है, ट्रांस-फॉर्म से बैंड के विपरीत, जिसका मान 16950 सेमी−1 होता है। परिणामस्वरूप वैकल्पिक रूप से दिखाई दे रहे थे, जहां उच्च ऊर्जा यूवी पंप बीम के बार-बार प्रदर्शित करने के बाद जैल में बीआईपीएस रंगहीन दिखने से भूरे या गुलाबी रंग में बदल जाता है। उच्च ऊर्जा फोटॉन बीआईपीएस अणु में परिवर्तन के कारण बनते हैं जिससे अणु अपनी संरचना को बदल देता है।
परमाणु पैमाने पर प्रकाशउत्तेजना में नाभिक में न्यूक्लियॉन और डेल्टा बेरोन अनुनादों कि उत्पत्ति सम्मलित है।
संदर्भ
- ↑ Pelc, J. S.; Ma, L.; Phillips, C. R.; Zhang, Q.; Langrock, C.; Slattery, O.; Tang, X.; Fejer, M. M. (2011-10-17). "Long-wavelength-pumped upconversion single-photon detector at 1550 nm: performance and noise analysis". Optics Express. 19 (22): 21445–56. Bibcode:2011OExpr..1921445P. doi:10.1364/oe.19.021445. ISSN 1094-4087. PMID 22108994. S2CID 33169614.
- ↑ Law, Matt; Greene, Lori E.; Johnson, Justin C.; Saykally, Richard; Yang, Peidong (2005-05-15). "नैनोवायर डाई-सेंसिटाइज़्ड सोलर सेल". Nature Materials. 4 (6): 455–459. Bibcode:2005NatMa...4..455L. doi:10.1038/nmat1387. ISSN 1476-1122. PMID 15895100. S2CID 37360993.
- ↑ Carroll, Lee; Friedli, Peter; Neuenschwander, Stefan; Sigg, Hans; Cecchi, Stefano; Isa, Fabio; Chrastina, Daniel; Isella, Giovanni; Fedoryshyn, Yuriy; Faist, Jérôme (2012-08-01). "जर्मेनियम में डायरेक्ट-गैप गेन और ऑप्टिकल अवशोषण फोटोएक्साइटेड कैरियर्स, डोपिंग और स्ट्रेन के घनत्व से संबंधित है". Physical Review Letters. 109 (5): 057402. Bibcode:2012PhRvL.109e7402C. doi:10.1103/physrevlett.109.057402. ISSN 0031-9007. PMID 23006206.
- ↑ PRESTON, D.; POUXVIEL, J.-C.; NOVINSON, T.; KASKA, W. C.; DUNN, B.; ZINK, J. I. (1990-09-11). "ChemInform Abstract: Photochromism of Spiropyrans in Aluminosilicate Gels". ChemInform. 21 (37). doi:10.1002/chin.199037109. ISSN 0931-7597.
