超快光譜
超快光譜探測(cè)技術(shù)被認(rèn)為是自量子力學(xué)誕生以來(lái)，能夠在相應(yīng)非常短的時(shí)間尺度內(nèi)探索微觀量子性質(zhì)的最有利工具之一，在研究超導(dǎo)材料的機(jī)理、非平衡物理及新奇量子態(tài)的誘導(dǎo)、量子態(tài)的外場(chǎng)調(diào)控等方面同樣具有重要作用。很多新材料的研發(fā)需要借助超快光譜探測(cè)技術(shù)手段進(jìn)行，如半導(dǎo)體磁性材料、超導(dǎo)體、絕緣體、復(fù)雜材料、太陽(yáng)能電池等。在生物科學(xué)領(lǐng)域，NA、RNA等生物大分子在光激發(fā)后的反應(yīng)過(guò)程和動(dòng)力學(xué)過(guò)程，生物大分子的結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能探索，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的基因工程等研究也需要超快光譜探測(cè)技術(shù)。顯微超快光譜可以在微觀尺度上探測(cè)樣品的超快分子動(dòng)力學(xué)過(guò)程，例如二維材料中邊緣態(tài)動(dòng)力學(xué)，載流子分布及擴(kuò)散，光催化材料中的催化熱點(diǎn)研究等等。
卓立漢光的超快光譜測(cè)試系統(tǒng)，根據(jù)用戶需求基于RTS顯微系統(tǒng)，靈活搭建飛秒激光器、條紋相機(jī)、熒光壽命成像、飛秒瞬態(tài)吸收成像等超快模塊，為超快化學(xué)及激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)理論研究以及超快化學(xué)、物理和生物等交叉學(xué)科的研究提供更全面的數(shù)據(jù)支撐。
超快光譜測(cè)試系統(tǒng)特點(diǎn)
基于飛秒/皮秒激光器搭建，利用高能超短脈沖激發(fā)分子內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，監(jiān)測(cè)過(guò)程中釋放的超快熒光及瞬態(tài)吸收信號(hào)。激發(fā)光源可以自由切換，熒光顯微系統(tǒng)使用高精度樣品位移臺(tái)，實(shí)現(xiàn)熒光壽命成像及熒光強(qiáng)度成像。條紋相機(jī)、光譜儀、顯微鏡構(gòu)成聯(lián)合診斷系統(tǒng)，提供超快空間-強(qiáng)度-時(shí)間分辨參數(shù)。飛秒瞬態(tài)吸收成像部分基于寬場(chǎng)顯微鏡搭建，可進(jìn)行高通量快速成像。
超快光譜測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
| 熒光壽命成像 |
光譜掃描范圍 |
200-900nm |
| 最小時(shí)間分辨率 |
16ps |
| 熒光壽命測(cè)量范圍 |
500ps-10μs |
| 空間分辨率 |
≤1μm@100X物鏡@405nm皮秒脈沖激光器 |
| 條紋相機(jī) |
光譜測(cè)量范圍 |
200-900nm |
| 時(shí)間分辨率 |
≤5ps, (最小檔位時(shí)間范圍+光譜儀光路系統(tǒng)) |
| 測(cè)量時(shí)間窗口范圍 |
500ps-100us(十檔可選) |
| 工作模式 |
靜態(tài)模式，高頻同步模式以及低頻觸發(fā)模式 |
| 系統(tǒng)光譜分辨率 |
<0.2nm@1200g/mm |
| 單次成譜范圍 |
≥100nm@ 150g/mm |
| 寬場(chǎng)飛秒瞬態(tài)吸收成像 |
成像空間分辨率 |
500 nm |
| 載流子遷移定位精度 |
30nm |
| 時(shí)間分辨率 |
500 fs (100 fs激光脈沖條件下） |
| 時(shí)間延遲線 |
0-4 ns/0-8 ns |
| 顯微鏡模塊 |
倒置顯微鏡，上方為開(kāi)放空間，后期可兼容低溫模塊、探針臺(tái)、電學(xué)調(diào)控、磁場(chǎng)等特殊實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景 |
| 測(cè)量模式 |
點(diǎn)泵浦+寬場(chǎng)探測(cè)（載流子遷移）
寬場(chǎng)泵浦+寬場(chǎng)探測(cè)（載流子分布）
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| 儀器工作模式 |
反射/散射 |
新型二維材料中的邊緣物理態(tài)研究（飛秒瞬態(tài)吸收成像系統(tǒng)）
二維WS2中激子分布情況，激子壽命研究。從圖中可以看出，二維WS2材料中多層的邊緣具有更高激子密度和更長(zhǎng)激子壽命。
ASE超快發(fā)光過(guò)程監(jiān)測(cè)（條紋相機(jī)）
鈣鈦礦樣品中的放大自發(fā)輻射（Ampl i f i ed Spontaneous Emission，ASE）發(fā)光過(guò)程研究。條紋相機(jī)可以監(jiān)測(cè)到隨著激光功率逐漸增大，樣品從單純的熒光發(fā)射（左圖）變成熒光與ASE混合發(fā)光（中圖），最后到只有ASE發(fā)光（右圖）的全部過(guò)程。
鈣鈦礦熒光壽命成像（熒光壽命成像系統(tǒng)）
鈣鈦礦樣品不同壽命組分的壽命成像和相對(duì)振幅成像圖。從圖中可以看到兩個(gè)壽命組分及其相對(duì)含量在樣品中的分布情況。
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