双光子吸收中波长和能量关系求助

Ding-Ding

老师们好，最近看到一篇文献（10.1016/j.dyepig.2023.111876 ），其中表5和表6分别是单光子吸收和双光子吸收的相关参数，我的问题如下：
（原文中，以DBA分子为例，TPA过程是S0→S1→S9）

1、单光子吸收和双光子吸收各态的激发能是一样的吗？如果是的话，那无法得到表6中的λ值。

2、双光子吸收的波长-能量之间是否还满足E=1240/λ关系式，如果满足，这个E值能用multiwfn列出吗？有无相关博文？

wzkchem5

单光子吸收和双光子吸收，态的激发能是完全一样的，但光子的能量不同。单光子吸收的光子能量等于激发能，双光子吸收的光子能量等于激发能的一半。
E=1240/λ只有在E是光子能量的时候成立，E是激发能的时候参照我上面那句话换算成光子能量再处理

Ding-Ding

wzkchem5 发表于 2024-1-28 18:49
单光子吸收和双光子吸收，态的激发能是完全一样的，但光子的能量不同。单光子吸收的光子能量等于激发能，双 ...

我懂了，谢谢老师！我还想问一个表6中的问题，表6中S1态就有双光子吸收截面了。双光子吸收不是先到中间的虚态再到末态吗？S0→S1没有中间态呀麻烦您了

wzkchem5

Ding-Ding 发表于 2024-1-28 12:59
我懂了，谢谢老师！我还想问一个表6中的问题，表6中S1态就有双光子吸收截面了。双光子吸收不是先到中间的 ...

这就是为什么叫“虚”态。虚态一般不是这个体系的本征态，寿命极其短，所以如果只吸收一个光子到虚态，这个分子马上就会把光子原样吐出来（也就是瑞利散射），或者吐出一个能量略有差异的光子，多余的能量转化为振动能，或者把一部分振动能加到光子身上（也就是拉曼散射）。学过拉曼散射必然会知道拉曼散射里也有虚态的概念，和双光子吸收的虚态是一码事。被激发到虚态的分子因为必然会把光子吐出来，所以在外界看来跟没吸光一样，顶多因为吐出来的光子和入射光子方向不同，表现为散射，但出射光光子总量和入射光一样多，因此也不算吸收。这就是为什么吸收光谱里看不到虚态的贡献。
双光子吸收的情况是，吸收一个光子到虚态以后，马上吸收第二个光子，跳到一个本征态。这个本征态就可以不用把光子原样辐射出去了，因此表现为吸收。
最后再讲一下虚态和中间态的区别。比如假如有一个体系的S1能量接近（但不等于）S2能量的一半，那么从S0到S2的双光子吸收往往很强。此时S1是中间态，而虚态指的是能量刚好是S2能量的一半的那个假想的态。当虚态接近一个本征态时，双光子吸收、拉曼散射等现象显著增强，对于拉曼来说这个叫共振拉曼，对于双光子吸收来说这个本征态叫做中间态。所以中间态的存在，是双光子吸收较强的原因之一，但双光子吸收并不经过中间态，而是经过虚态，中间态是通过接近虚态而发挥作用的，而不是通过代替虚态的角色来发挥作用的

Ding-Ding

wzkchem5 发表于 2024-1-28 23:53
这就是为什么叫“虚”态。虚态一般不是这个体系的本征态，寿命极其短，所以如果只吸收一个光子到虚态，这 ...

老师的回答全面且易懂，太感谢您了