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瞬态吸收光谱 用于研究短寿命光激发瞬态

带电化学扩展的光谱仪,用于配备Nd:YAG激光的闪光光解。

描述

瞬态吸收光谱仪,也称为闪光光解光谱仪,专门用于测量光激发样品中量子态之间的跃迁。TAS 测量适用于液体和固体样品。
样品在基态下通过强激光脉冲激发到激发态。该脉冲可能引发短寿命的中间体,如处于较高能级的电子、自由基或离子。
去激发过程通过测量透过样品的白光束的透过率/吸光度来监测,在液体和薄膜的情况下,或者在粉末和不透明的块体样品的情况下,测量样品的反射率。白光束由氙灯产生。

系统提供的功能使得可以测量激光脉冲引发的荧光和磷光。

通过电化学扩展,可以研究浸入电解质中的固态样品。当样品与电解质接触时,可以在实验过程中施加附加的偏置电压。这提供了一个额外的控制参数,并扩展了实验的灵活性。

如果还使用模拟电位仪,则可以在单个激光脉冲的时间尺度上跟踪样品与电解质之间流动的电流变化!

实验过程完全自动化。

 

仪器测量的量:

  • 样品在纳秒时间尺度上的透过率/吸光度或反射率,
  • 激光引发的荧光光谱,
  • 光激发瞬态的寿命,
  • 激光束在样品室输入和输出处的强度,
  • 电化学样品的I-V特性(带电化学扩展),
  • 激光脉冲期间样品与电解质之间的电流(带模拟电位仪)。

 

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光谱仪模块

  1. 封闭样品室。
  2. 氙灯,配有水冷系统和脉冲器
  3. 激光器,通常为Nd:YAG,并可以选择更高的谐波或甚至OPO。
  4. 单色仪,适用于紫外、可见光和红外光谱范围。
  5. 示波器。
  6. 光电倍增管。
  7. 定时器,用于同步系统的所有组件。
  8. 电位仪,用于提供电化学样品的完整特性。
  9. 配有铂电极和Ag/AgCl参考电极的电化学比色皿。
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样品室

样品室能够将测量设备与背景散射光和外部电磁场隔离开来。它配备了一个安全系统,在打开样品室后能够切断氙灯和激光源的电源,并且具有方便且稳定的多个不同实验装置安装系统。

内部的测量装置配有不同的光路和样品比色皿,可以根据个别实验需求进行提供和调节。

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实验装置

瞬态吸收

准共线瞬态吸收

 

激光引发的荧光

漫反射(电化学扩展)

样品架和比色皿
准共线瞬态吸收样品架,适用于液体和粉末样品的比色皿。

热电制冷样品架,适用于瞬态吸收和激光引发荧光。

 

固态样品和粉末样品架,适用于漫反射(电化学扩展)。

 

规格

仪器性能可以根据特定要求进行定制。

样品室

  • 安全系统,在样品室打开时切断氙灯和激光器的电源,
  • 便捷且稳定的多个不同实验装置及样品比色皿的安装,
  • 两个光电二极管:分别位于样品室入口和出口,用于测量激光脉冲功率,

氙灯

  • 150 W 氙灯灯泡,
  • 水冷系统,
  • 低电磁辐射点火器,
  • 光强稳定模式,提供恒定的光束功率,
  • 默认光束直径:8 毫米,
  • 与滤光轮配合使用,以修改探测光谱,

氙灯脉冲器

  • 脉冲持续时间:2 µs ÷ 2 ms,
  • 脉冲电流:8.5 ÷ 595 A。

激光源

Quantel Q-Smart

  • 激光类型:Nd:YAG,基线波长为1064 nm,
  • 最多可配备四个谐波生成模块:213 nm、266 nm、355 nm、532 nm,
  • 光束直径:5 毫米,
  • 脉冲持续时间:5 ns,
  • 光束功率:532 nm:200 mJ,350 nm:100 mJ(10 Hz),

任何其他类型的激光或OPO都可以在样品室入口处使用。

滤光轮

  • 最多可安装6个滤光片,
  • 默认提供两个边缘(长通)滤光片:400 nm和600 nm,
  • 可选的空气质量滤光片安装在与氙灯配合使用的滤光轮中,

光电倍增管

R928P Hammamatsu

  • 阳极到阴极的电压范围:500 ÷ 1200 V,
  • 光谱范围:160 ÷ 900 nm,

电位仪

  • 标准型或模拟型,
  • 标准电位仪(用于设置偏置电压和慢速电流测量):
    – 带宽:500 Hz,
    – 采样:1 kHz,
    – 电流分辨率:从1 pA到100 nA(取决于量程),
  • 模拟电位仪(用于快速光电流测量和固定偏置电压):
    – 带宽:500 MHz,
    – 偏置电流补偿,
    – 测量范围:10 mA/V;1 mA/V;100 μA/V;10 μA/V;1 μA/V;100 nA/V,
  • 偏置电压范围:-5 V ÷ 5 V,
  • 二电极或三电极配置,

定时器

  • 时间分辨率:50 微秒,
  • 触发频率:可调,以匹配激光脉冲频率,通过软件进行调整,
  • 控制实验定时和以下设备的同步:激光脉冲、示波器、输入和输出快门、电位仪,
  • 通过软件操作,
  • 两个输入通道,用于测量激光脉冲功率,

示波器

PicoScope 6403E

  • 带宽:300 MHz,
  • 采样率:5 GSample/s,

实验装置

常规
  • 瞬态吸收,
  • 准共线瞬态吸收,
  • 激光引发的荧光,
电化学
  • 粉末样品的漫反射,
  • 与电解质接触的固态样品的漫反射。

 

 

典范成果

以下呈现的结果由克拉科夫雅盖隆大学化学系提供。测量数据的可视化是通过FotoGUI软件实现的,该软件是整个实验系统的组成部分。

 

 


配件 以下配件与产品兼容
脉冲器
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