了解超快光譜測(cè)試方法的工作原理

當(dāng)一個(gè)分子吸收一個(gè)光子時(shí)，它將能量賦予該分子，使其暫時(shí)從基態(tài)激發(fā)到更高的電子能級(jí)或振動(dòng)能級(jí)。由于能量守恒定律，只有當(dāng)光子能量正好等于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的差時(shí)，光子才能被吸收，且分子的數(shù)量和被吸收光子的數(shù)量有直接的關(guān)系，進(jìn)而可直接確定分子的密度。因此，吸收是常用的光譜技術(shù)之一，特別是在濃度測(cè)量方面。由吸收引起的激發(fā)態(tài)壽命大多數(shù)都非常短暫，通常為飛秒或皮秒量級(jí)，但亞穩(wěn)定激發(fā)態(tài)除外?；谶@一事實(shí)，科學(xué)家們意識(shí)到可以使用閃光燈通過(guò)一種稱為閃光光解的方法來(lái)研究分子間的能量轉(zhuǎn)換。今天，超快激光器已經(jīng)取代了閃光燈成為這些類型的實(shí)驗(yàn)選擇的激發(fā)光源，這種技術(shù)更常被稱為瞬態(tài)吸收光譜法(TAS)。

超快光譜測(cè)試原理：

使用超快激光進(jìn)行瞬態(tài)吸收光譜測(cè)試有許多不同的方法，基本上依據(jù)泵浦探針。該方法需要兩束激光同時(shí)激發(fā)分析物并測(cè)量吸光度。首先，高強(qiáng)度的泵浦激光激發(fā)樣品中的部分分子到更高的能級(jí)，從而改變了分子的居數(shù)差，降低了躍遷的吸收系數(shù)。然后，通過(guò)低強(qiáng)度的探針激光通測(cè)量樣品吸收。通過(guò)計(jì)算有無(wú)泵浦激光時(shí)探針激光的吸收差值，就可以確定吸收的變化。然后根據(jù)泵浦脈沖與探針脈沖的不同延遲時(shí)間系統(tǒng)重復(fù)此過(guò)程，測(cè)量發(fā)射探針脈沖能量的變化。

AvaSpec-ULS2048CL-EVO光譜儀在超快應(yīng)用測(cè)試中可采用單通道或雙通道兩種方式。單通道方式是使用一臺(tái)光譜儀預(yù)先測(cè)試存儲(chǔ)未放置樣品時(shí)寬帶白光的光作為參考，隨后使用該光譜儀測(cè)試白光經(jīng)過(guò)樣品后的吸收光譜。雙通道方式是采用兩臺(tái)光譜儀，一臺(tái)光譜儀測(cè)試白光經(jīng)過(guò)樣品的光譜，另外一臺(tái)光譜儀實(shí)時(shí)測(cè)試寬帶白光的光源作為參考，避免光源不穩(wěn)定對(duì)結(jié)果的影響，兩臺(tái)光譜儀可通過(guò)歸一化消除臺(tái)間差，通過(guò)同步線保證響應(yīng)同步。此外，因?yàn)楣庾V儀的靈活性，研究者可根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)需求設(shè)計(jì)光譜儀的測(cè)試方式。

 

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