瞬態(tài)吸收光譜基本原理

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　　瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)是一種超快激光泵浦-探測(cè)技術(shù)，用于研究物質(zhì)激發(fā)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)及激發(fā)態(tài)能量弛豫過程。
　　1、泵浦-探測(cè)技術(shù)
　　- 定義：泵浦-探測(cè)技術(shù)利用光泵脈沖將樣品激發(fā)到激發(fā)態(tài)，隨后用探針脈沖監(jiān)測(cè)回到基態(tài)的弛豫過程。
　　- 組成：該技術(shù)需要使用兩個(gè)具有時(shí)間延遲的飛秒脈沖，其中能量較高、時(shí)間較前的作為泵浦光（pump），能量較低、時(shí)間延后的作為探測(cè)光（probe）。
　　2、基本過程
　　- 激發(fā)過程：首先由激光器產(chǎn)生泵浦脈沖和探測(cè)脈沖，泵浦脈沖通過一定體積的樣品，誘導(dǎo)一定數(shù)量的分子躍遷到激發(fā)態(tài)。
　　- 探測(cè)過程：通過確定的弛豫時(shí)間后，探測(cè)脈沖通過相同的樣品，記錄有無泵浦脈沖存在條件下的探測(cè)脈沖強(qiáng)度變化。
　　3、信號(hào)類型
　　- 基態(tài)漂白信號(hào)(GSB)：樣品吸收泵浦光后躍遷至激發(fā)態(tài)，使得處于基態(tài)的粒子數(shù)目減少，探測(cè)到一個(gè)負(fù)的信號(hào)。
　　- 激發(fā)態(tài)吸收信號(hào)(ESA)：樣品吸收泵浦光后躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的粒子能夠吸收一些原本基態(tài)不能吸收的光而躍遷至更高的激發(fā)態(tài)，探測(cè)到一個(gè)正的信號(hào)。
　　- 受激輻射信號(hào)(SE)：激發(fā)態(tài)的樣品處于非穩(wěn)定狀態(tài)，由于受激輻射或自發(fā)輻射作用會(huì)回到基態(tài)，在這一過程中，樣品會(huì)產(chǎn)生熒光，導(dǎo)致進(jìn)入探測(cè)器的光強(qiáng)增加，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的信號(hào)。
　　4、應(yīng)用范圍
　　- 光催化：瞬態(tài)吸收光譜可以研究半導(dǎo)體催化劑在光催化反應(yīng)中的光生載流子動(dòng)力學(xué)，評(píng)估光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化效率。
　　- 太陽能電池：瞬態(tài)吸收光譜可以觀察鈣鈦礦太陽能電池中熱載流子的遷移，揭示其運(yùn)輸方式。
　　- 生物物理：瞬態(tài)吸收光譜可以研究光敏蛋白質(zhì)在光合作用系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移過程。
　　瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)通過泵浦-探測(cè)技術(shù)，記錄物質(zhì)分子從激發(fā)態(tài)到基態(tài)的動(dòng)態(tài)過程，提供關(guān)于物質(zhì)激發(fā)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)和能量弛豫過程的詳細(xì)信息。

丁丁

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