Laser Dye

Laser dye menggunakan medium aktif yang terdiri dari larutan dye organik dalam pelarut cair, seperti etil, metil-alkohol, gliserol dan air. Dye organik merupakan molekul-molekul poliatomik yang mengandung rantai ikatan konjugasi ganda yang panjang [contoh (-CH=)n)]. Umumnya, laser dye termasuk ke dalam salah satu golongan berikut: 1. Dye polymethine, yang memberikan osilasi laser pada daerah merah dan inframerah (0,7 – 1,5 µm), sebagai contoh 3,3’ diethyl thiatricarbocyanine iodide (Gb. 2.1(a)) yang berosilasi pada panjang gelombang puncak, λp = 810 nm). 2. Dye xanthene, dimana laser beroperasi pada panjang gelombang cahaya tampak, sebagai contoh dye rhodamine 6G (Gb. 2.1(b)) dengan λp = 590 nm. 3. Dye coumarine, dimana ia berosilasi pada daerah hijau-biru (400 – 500 nm), sebagai contoh coumarine 2 (Gb. 2.1(c)) yang berosilasi pada daerah biru (λp = 450 nm).

 Organik dyes umumnya memiliki pita absorpsi dan fluoresensi yang lebar tanpa adanya fitur yang tajam; pita fluoresensi umumnya bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang daripada pita absorpsi (Stokes-shift), sehingga memungkinkan organik dyes ini digunakan untuk tunable laser.
Untuk memahami pembentukan fitur, umumnya kita harus mempelajari tingkatan-tingkatan energi pada molekul dye. Tipikal dari tingkatantingkatan energi dari molekul dye dalam larutan. Absorpsi terjadi karena penyerapan energi datang (berupa foton), yang membuat elektronelektron pada tingkat energi dasar S0 tereksitasi ke dalam tingkatan-tingkatan energi tereksitasi singlet S1. Karena pada setiap tingkatan energi baik S0 maupun S1, terdiri dari beberapa tingkatan energi, maka elektron-elektron yang tereksitasi akan meluruh ke tingkat energi yang paling dasar pada S1 dengan lifetime yang relatif cepat (orde ms atau µs). Elektron-elektron tadi meluruh ke tingkat energi pada S0 sehingga memancarkan foton (emisi), atau ada kemungkinan juga elektron dari S1 pindah ke tingkat energi tiplet T1. Dari T1 ada dua kemungkinan proses yang terjadi, yaitu pindah ke tingkatan energi yang lebih besar T2 atau meluruh kembali ke tingkatan energi dasar.