了解超快光譜測試方法的工作原理

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。基于這一事實(shí)，科學(xué)家們意識(shí)到可以使用閃光燈通過一種稱為閃光光解的方法來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)。

超快光譜測試原理：

使用超快激光進(jìn)行瞬態(tài)吸收光譜測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，通過低強(qiáng)度的探針激光通測量樣品吸收。通過計(jì)算有無泵浦激光時(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)此過程，測量發(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試白光經(jīng)過樣品后的吸收光譜。雙通道方式是采用兩臺(tái)光譜儀，一臺(tái)光譜儀測試白光經(jīng)過樣品的光譜，另外一臺(tái)光譜儀實(shí)時(shí)測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)光譜儀可通過歸一化消除臺(tái)間差，通過同步線保證響應(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)光譜儀的測試方式。

 

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