双光子吸收截面色散的基本极限

我们严格地将求和规则应用于求和态表达式,以计算双光子吸收截面色散的基本极限。理论与数据的比较表明,三能级模型中截断的求和规则给出了合理的基本极限。我们的假设,即接近极限的双光子吸收截面必须只有三个主导态,得到了严格解析计算的支持:共振项随态数增加而变小。我们还发现,在分析具有许多激发态的真实分子时,即便接近共振,也不能忽略非显式共振项的贡献。然而,令人困惑的是,仅使用三能级模型的共振项将离共振结果外推至共振,被证明与精确结果一致。此外,与完整三能级模型相比,离共振近似呈对数标度。该标度可用于简化测量分析。我们发现现有分子仍远未达到基本极限,因此尚有改进空间。但是,达到基本极限需要精确控制能级间距,且与跃迁偶极矩无关——这在使用当今合成方法似乎无法完成的任务。因此,我们提出了仍可实现实质性改进的替代方法,其仅需要控制到第一激发态的跃迁矩。尽管在比较分子时最好将测量的双光子吸收截面归一化到基本极限,但我们表明简单地除以每分子电子数的平方可给出良好的比较度量。