揭秘超快世界:瞬態(tài)吸收光譜儀的原理、技術(shù)與應(yīng)用
瞬態(tài)吸收光譜儀是觀測飛秒至微秒級(jí)微觀瞬態(tài)過程的超快分析設(shè)備,依托泵浦-探測核心原理捕捉轉(zhuǎn)瞬即逝的激發(fā)態(tài)變化,被稱作微觀世界的超快相機(jī)。
原理上,高能泵浦激光瞬時(shí)將樣品分子從基態(tài)激發(fā)至高能激發(fā)態(tài),觸發(fā)電子躍遷、電荷分離等瞬態(tài)反應(yīng);寬譜探測光經(jīng)精密延時(shí)后入射樣品,對比有無泵浦激發(fā)的吸光度差值(ΔOD),通過調(diào)整兩束光的時(shí)間差,完整記錄激發(fā)態(tài)從生成、弛豫到回落基態(tài)的全動(dòng)態(tài)過程,信號(hào)包含基態(tài)漂白、激發(fā)態(tài)吸收等典型特征。
整機(jī)由飛秒激光器、光學(xué)參量放大器、高精度光學(xué)延遲線、超連續(xù)白光發(fā)生裝置與雙通道探測器構(gòu)成,延時(shí)臺(tái)可達(dá)數(shù)飛秒調(diào)控精度,探測波段覆蓋紫外-可見-近紅外,區(qū)分飛秒型與納秒型設(shè)備,分別適配短壽命單重態(tài)與長壽命三重態(tài)動(dòng)力學(xué)測試,雙通道參比光路大幅消除背景噪聲,提升微弱信號(hào)檢出能力。
應(yīng)用覆蓋多前沿領(lǐng)域:光伏方向解析鈣鈦礦、有機(jī)半導(dǎo)體載流子輸運(yùn)與冷卻規(guī)律,優(yōu)化太陽能電池效率;光催化領(lǐng)域追蹤自由基中間體演化,闡明光催化反應(yīng)機(jī)理;生物領(lǐng)域探究光敏蛋白、葉綠素分子光致能級(jí)變化;化工用于瞬態(tài)自由基檢測,助力新藥與功能材料研發(fā),是光電、化學(xué)、材料學(xué)科的表征儀器。
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