प्रकाशिक उत्तेजना

क्रिस्टल में फोटोएक्सिटेशन

फोटोएक्सिटेशन फोटॉन अवशोषण द्वारा क्वांटम प्रणाली की उत्तेजित अवस्था का उत्पादन है। उत्तेजित अवस्था एक फोटॉन और क्वांटम सिस्टम के बीच की बातचीत से उत्पन्न होती है। फोटॉन ऊर्जा वहन करते हैं जो फोटॉन को वहन करने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित होती है। 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 सिस्टम के साथ इंटरैक्ट करता है, तो यह जानना महत्वपूर्ण है कि कोई किस वेवलेंथ के साथ काम कर रहा है। लंबी तरंग दैर्ध्य की तुलना में एक छोटी तरंग दैर्ध्य क्वांटम प्रणाली में अधिक ऊर्जा स्थानांतरित करेगी।

परमाणु और आणविक पैमाने पर फोटोएक्सिटेशन फोटॉन अवशोषण द्वारा इलेक्ट्रॉन उत्तेजना की फोटोइलेक्ट्रॉनिक प्रक्रिया है, जब फोटॉन की ऊर्जा बहुत कम होती है जिससे photoionization होता है। फोटॉन का अवशोषण प्लैंक के क्वांटम सिद्धांत के अनुसार होता है।

Photoexcitation photoisomerization में एक भूमिका निभाता है और विभिन्न तकनीकों में इसका उपयोग किया जाता है:

• डाई-संवेदीकृत सौर सेल सस्ते सस्ते बड़े पैमाने पर उत्पादन करने वाले सोलर सेल में इसका उपयोग करके फोटोएक्सिटेशन का उपयोग करते हैं। संभव के रूप में कई उच्च ऊर्जा फोटॉनों को पकड़ने 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 कुशल 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 कुशल रूपांतरण का कारण बनते हैं।
• प्रकाश रसायन
• चमक
• वैकल्पिक रूप से लेजर पंपिंग लेज़र फोटोएक्सिटेशन का उपयोग इस तरह से करते हैं कि लेज़रों में उत्तेजित परमाणुओं को लेज़रों के लिए आवश्यक प्रत्यक्ष-अंतर लाभ प्राप्त होता है। यौगिक जीई में जनसंख्या व्युत्क्रमण के लिए आवश्यक घनत्व, अक्सर लेजर में उपयोग की जाने वाली सामग्री, 10 होनी चाहिए^{20</उप> सेमी−3, और इसे फोटोएक्सिटेशन 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, सामग्री को लेज़रों के रूप में कार्य करना संभव बनाता है।}
• photochromic अनुप्रयोग। फोटोक्रोमिज्म एक फोटॉन को अवशोषित करके अणु के दो रूपों के परिवर्तन का कारण बनता है। उदाहरण के लिए BIPS अणु (2H-l-benzopyran-2,2'-indolines|2H-l-benzopyran-2,2-indolines) 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। BIPS के cis-रूप में, क्षणिक अवशोषण बैंड का मान 21050 cm होता है⁻¹, ट्रांस-फ़ॉर्म के बैंड के विपरीत, जिसका मान 16950 सेमी है^-1. परिणाम वैकल्पिक रूप से दिखाई दे रहे थे, जहां उच्च ऊर्जा यूवी पंप बीम के बार-बार उजागर होने के बाद जैल में BIPS रंगहीन उपस्थिति से भूरे या गुलाबी रंग में बदल गया। उच्च ऊर्जा फोटॉन BIPS अणु में परिवर्तन का कारण बनते हैं जिससे अणु अपनी संरचना को बदल देता है।

परमाणु पैमाने पर प्रकाशउत्तेजना में नाभिक में न्यूक्लियॉन और डी एल अन्य फील्ड रियान अनुनादों का उत्पादन शामिल है।