產(chǎn)品概述
泵浦- 探測原理
分子的能級躍遷伴隨著光子的吸收與發(fā)射, 這一點是利用飛秒時間分辨泵浦- 探測技術(shù)研究分子動力學(xué)過程的理論基礎(chǔ)。泵浦- 探測的原理為，兩個具有時間延遲的脈沖光交替打到樣品上。其中能量較高、時間靠前的作為泵浦光，用于激發(fā)樣品使其到達(dá)激發(fā)態(tài)。而另一束能量較低的探測光經(jīng)過時間延遲后到達(dá)樣品，探測樣品在激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的吸收情況。吸收光強與激發(fā)態(tài)的壽命之間呈指數(shù)衰減的關(guān)系，進(jìn)而可以通過探測吸收光的衰減來得到激發(fā)態(tài)的壽命。位于單重激發(fā)態(tài)上的電子一般壽命較短，在fs-ns 量級，需要使用飛秒泵浦光源激發(fā)，而位于三重態(tài)上的電子壽命較長，為ns-s 級別，一般使用Nd:YAG 等納秒脈寬激光器激發(fā)即可。
飛秒瞬態(tài)吸收系統(tǒng)
飛秒瞬態(tài)吸收（Femtosecond Transient Absorption）基于泵浦- 探測（Pump-Probe）的原理設(shè)計，使用飛秒激光器作為光源。飛秒激光器分出兩束光，其中一束作為泵浦光把樣品打到激發(fā)態(tài)，另外一束光進(jìn)入白光發(fā)生器生成連續(xù)的白光作為瞬態(tài)吸收的探測光。
泵浦-探測原理
實測案例——光生載流子轉(zhuǎn)移和復(fù)合過程研究
泵浦-探測原理
不同時間延遲（t）下獲取的瞬態(tài)吸收光譜
飛秒瞬態(tài)吸收光譜應(yīng)用
飛秒時間分辨光譜技術(shù)對于理解物理和化學(xué)中的最基本過程起到了非常重要的促進(jìn)作用，在微觀時間尺度上對分子各種動力學(xué)行為進(jìn)行探測并提供解析的依據(jù)。分子的動力學(xué)過程通常發(fā)生在的時間尺度內(nèi)（10-15-10-9s）。作為超快光譜技術(shù)之一, 飛秒瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)是重要的超快動力學(xué)研究手段, 其將飛秒時間分辨泵浦- 探測技術(shù)和吸收光譜相結(jié)合, 已廣泛應(yīng)用于生物、物理、化學(xué)、材料等方面的研究。例如新型納米材料的發(fā)光機制、光合作用的研究、DNA 光損傷機制和防曬霜分子防曬機制、光致變色反應(yīng)等研究。飛秒瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)不僅可以探究分子的動力學(xué)過程, 還可以對一些表觀層面的現(xiàn)象進(jìn)行更加深入的理解和闡釋。
實測案例——光生載流子轉(zhuǎn)移和復(fù)合過程研究
鈣鈦礦MOFs 材料中的有機金屬骨架可提高鈣鈦礦納米晶的穩(wěn)定性，應(yīng)用于更亮和更穩(wěn)定的LED 器件， 瞬態(tài)吸收光譜可以對其進(jìn)行光物理過程的研究。下圖為一種MOFs 穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶的瞬態(tài)吸收光譜圖。可以看到位于500nm 的瞬態(tài)吸收峰以及位于530nm 的基態(tài)漂白峰。從動力學(xué)上看，瞬態(tài)吸收峰具有更快的壽命（0-0.5ps），與熱激子弛豫有關(guān)。而基態(tài)漂白峰壽命較長（1.3ns），可歸咎于本征態(tài)的激子衰減時間。
技術(shù)參數(shù)
光譜檢測范圍 | 以下波長范圍只能選一項，取決于硬件配置 250-400nm 400-1000nm 900-1700nm 1000-2500nm |
泵浦 / 探測重復(fù)頻率 | 1-100KHz |
時間窗口 | 0.7-16ns（取決于硬件配置） |
延時分辨率 | 50fs（取決于硬件配置） |
系統(tǒng)時間分辨率 | <1.5 倍激光脈寬 |
檢測靈敏度 | 0.05mOD（取決于激光與探測器穩(wěn)定程度和信噪比） |
