Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Light quenching effects at high-saturation conditions

M. Jadan

Download this article

Abstract. Computer modelling of fluorescence light quenching is performed with no limitations on the optical wave intensities. The main attention is paid to searching for such combinations of polarizations of the interacting waves that provide minimal polarization changes for the waves passing through a cell. From the viewpoint mentioned above, the most appropriate case is circular polarization of the pumping wave. The efficiency parameter of amplification of the quenching wave can be used for checking mutual orientations of the dipoles responsible for absorption and emission. We show that the light quenching can produce appreciable changes in the polarization of fluorescence light passing through the cell.

Keywords: light quenching, polarization, fluorescence

PACS: 33.50.Hv; 42.55.Ja
UDC: 537.37; 535.665.7+535.428; 535.51
Ukr. J. Phys. Opt. 15 38-45
doi: 10.3116/16091833/15/1/38/2014
Received: 16.10.2013

Анотація. Здійснено комп'ютерне моделювання загасання флуоресценції без обмежень на інтенсивність оптичних хвиль. Основну увагу надано пошуку таких комбінацій поляризації взаємодіючих хвиль, що забезпечують мінімальні зміни поляризації для хвиль, які проходять крізь комірку. З цієї точки зору найзручнішою є циркулярна поляризація хвилі нагнітання. Параметр ефективності підсилення хвилі загасання можна використати для встановлення взаємної орієнтації диполів, відповідальних за поглинання і випромінювання. Показано, що загасання світла може приводити до помітних змін поляризації флуоресценції, що проходить крізь комірку.
REFERENCES
    1. Galanin M D, Kirsanov B P and Chizhikova Z A, 1969. Quenching of complex molecular luminescence in strong laser field. Sov. Phys.: JETP Lett. 9: 502–507.
    2. Burov L I, Sarzhevskii A M and Sevchenko A N, 1975. Fluorescence polarization under different excitation power with light quenching. J. Appl. Spectr. 23: 64–71. doi:10.1007/BF00608813
    3. Kusba J, Bogdanov V, Gryczynski I and Lakowicz J R, 1994. Theory of light quenching: effects on fluorescence polarization, intensity and anisotropy decays. Biophys. J. 67: 2024–2040. doi:10.1016/S0006-3495(94)80686-1
    4. Kusba J and Lakowicz J R, 1999. Definition and properties of the emission anisotropy in the absence of cylindrical symmetry of emission field: Application to the light quenching experiments. J. Chem. Phys. 111: 89–99. doi:10.1063/1.479256
    5. Winkler K, Lindner J R., Subramanian V, Jovin T M and Vobringer P, 2002. Ultrafast dynamics in the excited state of green fluorescent protein (wt) studied by frequency-resolved femtosecond pump-probe spectroscopy. Phys. Chem. Chem. Phys. 4: 1072–1079. doi:10.1039/b108843b
    6. Westphal V and Hell S W, 2005. Nanoscale resolution in the focal plane of optical microscope. Phys. Rev. Lett. 94: 143903. doi:10.1103/PhysRevLett.94.143903
    7. Rittweger E, Rankin B R, Westphal V and Hell S W, 2007. Fluorescence depletion mechanism in super-resolving STED microscopy. Chem. Phys. Lett. 442: 483–487. doi:10.1016/j.cplett.2007.06.017
    8. Hackbarth S and Roder B, 2000. Anisotropy shape control via light quenching and ground state depletion. Opt. Commun. 173: 247–254. doi:10.1016/S0030-4018(99)00629-X
    9. Shen Y R, The principles of nonlinear optics: New Jersey: Wiley-Interscience Publ. (1984). 
    10. Burov L I, Babichev S G and Jolnerevich I I, 2003. Strong polarized field evolution in nonlinear isotropic medium. I. General approach. Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 6: 800–813.
    11. Burov L I, Babichev S G, Gorbatsevich A S and Starovybornov A B, 2005. Strong polarized field evolution in nonlinear isotropic medium. II. Monochromatic plane wave and two-level system. Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 8: 317–330.
    12. Duarte F, High-power dye lasers. Berlin: Springer–Verlag (1991). doi:10.1007/978-3-540-47385-5
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics