Dark states of symmetric polymethine dyes revealed by pump–dump–probe spectroscopy

Abstract

We have applied three-pulse transient absorption spectroscopy to investigate the ultrafast photoisomerization dynamics in two symmetric polymethine dyes. Pump–deplete–probe experiments have revealed that the excited state manifold of these molecules contains two closely lying excited states in the dynamic equilibrium. One of these states is emissive, while the other is largely dark. It is the dark state that ultimately results in the photoisomer formation and is the main channel of excited state decay in these dyes. We have shown that excited state populations do flow between these two states and therefore it can be inferred that the photoisomerization pathway is not predetermined by ground state distortions of the molecular structure. The decision whether the molecule will isomerize or not seems to be taken in the excited state. Global analysis of three-pulse transient data allowed us to determine the spectra of the excited and ground intermediate states and build a comprehensive picture of photoinduced dynamics in symmetric polymethine dyes.

High-efficiency polymethine dyes for passive Q-switch and mode locking of neodymium lasers

“…Модуляція добротності дає можливість скорочувати тривалість лазерних імпульсів на кілька порядків і, відповідно, на таку саму величину збільшувати їх потужність [1,2]. Додаткове підсилення цих процесів має місце, якщо воно відбувається в режимі самосинхронізації мод лазера [3][4][5].…”

“…Розрізняють активні і пасивні модулятори добротності [1,2]. Перші являють собою електромеханічні або електрооптичні пристрої, якими керують ззовні.…”

“…Твердотільні лазери, що випромінюють УКІ світла, широко застосовують у різних дослідженнях надшвидкісних процесів, у яких необхідно використовувати високі пікові потужності [1][2][3][4][5]. Найпростіший спосіб отримання УКІ -в режимі ПСМ із застосуванням поглиначів, що насичуються, на основі органічних барвників [2,6].…”

“…Твердотільні лазери, що випромінюють УКІ світла, широко застосовують у різних дослідженнях надшвидкісних процесів, у яких необхідно використовувати високі пікові потужності [1][2][3][4][5]. Найпростіший спосіб отримання УКІ -в режимі ПСМ із застосуванням поглиначів, що насичуються, на основі органічних барвників [2,6]. Вимоги до нелінійно-оптичних і спектроскопічних характеристик зазначених поглиначів є такими: висока ефективність і фотостійкість, малі часи релаксації просвітленого стану і великі перетини поглинання σ λ , технічно прийнятний ресурс з напрацювання, зручність в експлуатації [23,24].…”