Сверхбыстрая лазерная спектроскопия — Arc.Ask3.Ru

Сверхбыстрая лазерная спектроскопия Сверхбыстрая лазерная спектроскопия Использует лазеры с ультракороткими импульсами для изучения динамики в аттосекундном-наносекундном диапазоне.   Включает различные методы […]

Сверхбыстрая лазерная спектроскопия

  • Сверхбыстрая лазерная спектроскопия

    • Использует лазеры с ультракороткими импульсами для изучения динамики в аттосекундном-наносекундном диапазоне.  
    • Включает различные методы для изучения динамики носителей заряда, атомов и молекул.  
  • Аттосекундная-пикосекундная спектроскопия

    • Измерения выполняются с помощью последовательности ультракоротких световых импульсов.  
    • Временная ширина импульсов должна быть такой же или короче, чем измеряемая динамика.  
  • Источники света

    • Титан-сапфировые лазеры: перестраиваемые лазеры, излучающие красный и ближний инфракрасный свет.  
    • Лазеры на красителе: используют органические красители для излучения лучей с разной длиной волны.  
    • Волоконные лазеры: генерируются с помощью лазерного диода и легированного волокна.  
  • Генерация рентгеновских лучей

    • Оптические импульсы могут возбуждать рентгеновские импульсы с помощью фотоэлектрического эффекта или лазерно-индуцированной плазмы.  
  • Преобразование и характеристика импульсов

    • Характеристика импульса включает длительность, энергию, фазу и форму спектра.  
    • Методы включают автокорреляционные измерения и оптический стробирующий анализ.  
    • Формирование импульсов включает манипуляции с амплитудой, фазой и длительностью.  
  • Генерация высоких гармоник

    • Нелинейный процесс, при котором интенсивное лазерное излучение преобразуется в высокие гармоники.  
    • Реализуется в лабораторных масштабах с помощью сверхбыстрых импульсов высокой интенсивности.  
  • Методы преобразования частоты

    • Используются кристаллы с нелинейностью второго порядка для параметрического усиления или смешивания частот.  
    • Примеры: оптический параметрический генератор, оптический параметрический усилитель, неколлинеарный параметрический усилитель.  
  • Методы

    • Сверхбыстрое кратковременное поглощение: импульсный лазер возбуждает электроны, зондирующий свет регистрирует спектр поглощения.  
    • Метод требует многократных измерений для усреднения данных и оценки фотохимических реакций.  
    • Подходит для нефлуоресцентных и непроницаемых образцов.  
  • Цель установки

    • Проведение кинетических измерений видов, не излучающих в других условиях  
    • Наблюдение за короткоживущими и нефосфоресцирующими популяциями  
  • Импульсный лазер

    • Используется как основной источник возбуждения и тактовый сигнал  
    • Позволяет строить профили затухания поглощения  
  • Данные измерений UTA

    • Восстановленные спектры поглощения, упорядоченные по времени задержки  
    • Вынужденное излучение регистрируется и деконволюционируется  
  • Фотоэлектронная спектроскопия с временным разрешением

    • Сочетание схемы накачки-зондирования с фотоэмиссией  
    • Определение кинетической энергии электронов  
  • Многомерная спектроскопия

    • Использование сверхбыстрых импульсов для исследования динамических процессов  
    • Двумерная последовательность импульсов для устранения ангармонических откликов  
  • Сверхбыстрая визуализация

    • Методы включают электронно-дифракционную визуализацию, Керровскую микроскопию и терагерцовую визуализацию  
    • Терагерцовая визуализация используется для диагностики в биомедицине  
  • Фемтосекундное увеличение-преобразование

    • Метод накачки-зондирования с нелинейной оптикой  
    • Создание сигнала с новой частотой посредством повышающего преобразования фотонов  
  • Приложения фемтосекундной спектроскопии

    • Изучение сверхбыстрых процессов в биологии  
    • Фотодиссоциация и фемтосекундное зондирование химических реакций  
  • Пикосекундная-наносекундная спектроскопия

    • Полосатая камера для преобразования временного профиля импульсов в пространственный  
    • Коррелированный по времени подсчет одиночных фотонов для анализа перехода молекул  
  • Коррелированный по времени подсчет одиночных фотонов

    • Анализ перехода молекул из возбужденного состояния в состояние с более низкой энергией  
    • Регистрация отдельных событий возбуждения-релаксации для построения кривой  
  • Основные концепции метода

    • Для разряда конденсатора требуется один фотон  
    • Эксперимент повторяется для получения полного диапазона задержек между возбуждением и испусканием фотона  
  • Процесс измерения

    • Компьютер преобразует напряжение в время и записывает событие в виде гистограммы.  
    • Вероятность распада уменьшается со временем, создавая кривую распада.  
  • Сложности анализа

    • Множество энергетических состояний и констант скорости усложняют анализ.  
    • Нелинейный анализ методом наименьших квадратов помогает выявить константы скорости.  
    • Определение процессов требует сочетания нескольких методов.  
  • Ограничения метода

    • Метод ограничен изучением энергетических состояний, приводящих к затуханию флуоресценции.  
    • Метод также используется для изучения релаксации электронов в полупроводниках.  
  • Дополнительные методы

    • Атомная спектральная линия  
    • Аттосекундная хроноскопия  
    • Электронная конфигурация  
    • Терагерцовая спектроскопия во временной области (THz-TDS)  
    • Спектроскопия с временным разрешением  
  • Рекомендации

    • Сверхбыстрые исследования одиночных полупроводниковых и металлических наноструктур с помощью переходной абсорбционной микроскопии  
    • Руководство bh TCSPC, Пятое издание, 2012  
    • Руководство bh TCSPC, 7-е издание, 2017  
    • Сверхбыстрые лазеры: анимированное руководство по работе лазеров и усилителей на титане и сапфире  

Полный текст статьи:

Сверхбыстрая лазерная спектроскопия — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх