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了解超快光谱测试方法的工作原理

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当一个分子吸收一个光子时,它将能量赋予该分子,使其暂时从基态激发到更高的电子能级或振动能级。由于能量守恒定律,只有当光子能量正好等于基态和激发态的差时,光子才能被吸收,且分子的数量和被吸收光子的数量有直接的关系,进而可直接确定分子的密度。因此,吸收是常用的光谱技术之一,特别是在浓度测量方面。由吸收引起的激发态寿命大多数都非常短暂,通常为飞秒或皮秒量级,但亚稳定激发态除外。基于这一事实,科学家们意识到可以使用闪光灯通过一种称为闪光光解的方法来研究分子间的能量转换。今天,超快激光器已经取代了闪光灯成为这些类型的实验选择的激发光源,这种技术更常被称为瞬态吸收光谱法(TAS)。

超快光谱测试原理:

使用超快激光进行瞬态吸收光谱测试有许多不同的方法,基本上依据泵浦探针。该方法需要两束激光同时激发分析物并测量吸光度。首先,高强度的泵浦激光激发样品中的部分分子到更高的能级,从而改变了分子的居数差,降低了跃迁的吸收系数。然后,通过低强度的探针激光通测量样品吸收。通过计算有无泵浦激光时探针激光的吸收差值,就可以确定吸收的变化。然后根据泵浦脉冲与探针脉冲的不同延迟时间系统重复此过程,测量发射探针脉冲能量的变化。

 

AvaSpec-ULS2048CL-EVO光谱仪在超快应用测试中可采用单通道或双通道两种方式。单通道方式是使用一台光谱仪预先测试存储未放置样品时宽带白光的光作为参考,随后使用该光谱仪测试白光经过样品后的吸收光谱。双通道方式是采用两台光谱仪,一台光谱仪测试白光经过样品的光谱,另外一台光谱仪实时测试宽带白光的光源作为参考,避免光源不稳定对结果的影响,两台光谱仪可通过归一化消除台间差,通过同步线保证响应同步。此外,因为光谱仪的灵活性,研究者可根据自己的实验需求设计光谱仪的测试方式。

 

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