瞬态吸收光谱基本原理
本帖最后由 mthl11 于 2024-12-6 14:42 编辑瞬态吸收光谱技术是一种超快激光泵浦-探测技术，用于研究物质激发态能级结构及激发态能量弛豫过程。
1、泵浦-探测技术
- 定义：泵浦-探测技术利用光泵脉冲将样品激发到激发态，随后用探针脉冲监测回到基态的弛豫过程。
- 组成：该技术需要使用两个具有时间延迟的飞秒脉冲，其中能量较高、时间较前的作为泵浦光（pump），能量较低、时间延后的作为探测光（probe）。
2、基本过程
- 激发过程：首先由激光器产生泵浦脉冲和探测脉冲，泵浦脉冲通过一定体积的样品，诱导一定数量的分子跃迁到激发态。
- 探测过程：通过确定的弛豫时间后，探测脉冲通过相同的样品，记录有无泵浦脉冲存在条件下的探测脉冲强度变化。
3、信号类型
- 基态漂白信号(GSB)：样品吸收泵浦光后跃迁至激发态，使得处于基态的粒子数目减少，探测到一个负的信号。
- 激发态吸收信号(ESA)：样品吸收泵浦光后跃迁到激发态，处于激发态的粒子能够吸收一些原本基态不能吸收的光而跃迁至更高的激发态，探测到一个正的信号。
- 受激辐射信号(SE)：激发态的样品处于非稳定状态，由于受激辐射或自发辐射作用会回到基态，在这一过程中，样品会产生荧光，导致进入探测器的光强增加，产生一个负的信号。
4、应用范围
- 光催化：瞬态吸收光谱可以研究半导体催化剂在光催化反应中的光生载流子动力学，评估光能到化学能的转化效率。
- 太阳能电池：瞬态吸收光谱可以观察钙钛矿太阳能电池中热载流子的迁移，揭示其运输方式。
- 生物物理：瞬态吸收光谱可以研究光敏蛋白质在光合作用系统中的能量转移和电子转移过程。
瞬态吸收光谱技术通过泵浦-探测技术，记录物质分子从激发态到基态的动态过程，提供关于物质激发态能级结构和能量弛豫过程的详细信息。
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