Système de spectroscopie d'absorption transitoire femtoseconde omni - FS - Ta

Principe de pompage - détection

La lumière est un moyen important de réguler et de mesurer les transitions de niveau d'énergie des molécules, qui se produisent après que les molécules sont excitées par la lumière, ce qui s'accompagne de changements dans l'état fondamental de la molécule et le nombre d'états excités, ce qui entraîne des changements dans l'absorption ou l'émission de la lumière par les molécules ou les systèmes de matériaux. La technologie de pompage - sonde excite l'échantillon par un faisceau de lumière pulsée pour effectuer des transitions de niveau d'énergie, réutilise un faisceau de lumière pulsée pour sonder l'état excité, ajuste en continu le retard de l'impulsion lumineuse d'excitation et de l'impulsion lumineuse de sonde, peut obtenir un processus cinétique de changement d'état excité au fil du temps, permettant la surveillance du processus de relaxation de l'état excité.

Pompe - sonde diagramme de transition de niveau d'énergie

Système de spectroscopie d'absorption transitoire femtoseconde omni - FS - Ta

La spectroscopie d'absorption transitoire femtoseconde est une technique de pompage - sonde résolue dans le temps (Pump - Probe) à l'échelle de temps femtoseconde et, en raison de son échelle de temps plus courte, cette méthode peut être utilisée pour sonder la plupart des informations sur les états excités des électrons, y compris des études telles que Le transfert d'énergie, le transfert d'électrons, la relaxation et l'isomérisation. Ce moyen technique consiste principalement à réaliser des mesures spectrales de l'Absorbance d'espèces intermédiaires transitoires, d'abord avec un faisceau de lumière pompée, puis avec un autre faisceau de lumière de sonde de large gamme spectrale, capable de mesurer simultanément la dynamique des états excités en temps ultra - rapide et en dimension spectrale.

Le Laser femtoseconde agit comme une source de lumière du système et est divisé en deux voies, où un faisceau comme lumière de pompage excite l'échantillon de l'état fondamental à l'état excité, et un autre faisceau entre dans un générateur de lumière blanche pour générer une lumière blanche ultra - continue comme lumière de sonde absorbée transitoire. Le signal d'absorption transitoire est obtenu en testant les variations de l'Absorbance des matériaux luminescents avec et sans excitation. En principe, pour avancer le rapport signal sur bruit et réduire le faux signal causé par la gigue de la lumière détectée, la lumière détectée peut être divisée en deux voies, l'une en tant que lumière probe et l'autre en tant que lumière de référence. Il est également nécessaire d'exclure l'influence du signal de fond et du signal de fluorescence sur le signal d'absorption transitoire.

Les matériaux produisent des transitions de niveau d'énergie en raison de l'effet photoélectrique externe qui se produisent principalement dans le temps femtoseconde, ce processus est accompagné par la relaxation d'état excité ultérieure, comme la recombinaison des électrons ou de l'espace qui se produit par la suite, ces processus se produisent principalement à l'échelle de temps picoseconde, nanoseconde. Pour de nombreux matériaux semi - conducteurs, en raison de la présence fréquente d'états défectueux à l'intérieur, des échelles de temps plus lentes impliquant des états défectueux sont également associées, y compris des échelles de temps telles que la microseconde, la milliseconde, etc. La spectroscopie d'absorption transitoire femtoseconde peut conduire à des processus cinétiques d'états excités dans la gamme de temps femtoseconde - nanoseconde, et est un outil puissant pour étudier les processus chimiques et physiques ultrarapides dans les matériaux ou les molécules organiques.

Principe de pompage - détection

Spectres d'absorption transitoires acquis à différents retards (t)

Applications de spectroscopie d'absorption transitoire femtoseconde