飞秒超快光谱技术及其互补使用.pdf

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1、第7卷第4期中国光学Vol．7No．42014年8月ChineseOpticsAug．2014文章编号2095-1531(2014)04-0588-12飞秒超快光谱技术及其互补使用1222*2乔自文，高炳荣，陈岐岱，王海宇，王雷(1．吉林省电子信息产品监督检验研究院，吉林长春130021;2．吉林大学电子科学与工程学院集成光电子国家重点联合实验室，吉林长春130012)摘要:超快光谱技术是研究物质激发态过程的重要手段，本文对飞秒时间分辨荧光技术和飞秒泵浦探测技术这两个重要的超快光谱技术进行了详细介绍，阐述了系统的原理、光路及数据处理方法

2、，给出了不同的实现方法并比较了其优缺点。最后通过一个实例说明这两个技术的互补性，通过结合使用两个系统，能够对科学问题进行更全面可靠的研究。关键词:超快光谱;荧光上转换;泵浦探测中图分类号:TN249文献标识码:Adoi:10．3788/CO．20140704．0588Ultrafastspectroscopytechniquesandtheircomplementaryusages1222*2QIAOZi-wen，GAOBing-rong，CHENQi-dai，WANGHai-yu，WANGLei(1．ElectronicInforma

3、tionProductsSupervisionInspectionInstituteofJilinProvince，Changchun130021，China;2．StateKeyLaboratoryonIntegratedOptoelectronics，CollegeofElectronicScienceandEngineering，JilinUniversity，Changchun130012，China)*Correspondingauthor，E-mail:haiyu_wang@jlu．edu．cnAbstract:Ultraf

4、astspectroscopytechniquesarepowerfultoolsforexploringtheexcited-stateprocessesofma-terials．Inthispaper，weintroducedfemtosecondtime-resolvedfluorescencetechniqueandfemtosecondpump-probetechniqueindetail，includingthefundamentalprinciplesofsystems，opticalpathsanddataprocess

5、ingmetheds，aswellastheadvantageanddisadvantageindifferentimplementalschemes．Atlast，inordertore-vealthecomplementaryrole，weprovidedanexampleinwhichthescientificproblemsweresolvedcomprehen-sivelyandreliablybycombinativeusageofthetwosystems．Keywords:ultrafastspectroscopy;fl

6、uorescenceupconversion;pump-probe收稿日期:2014-03-18;修订日期:2014-05-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(No．21273096)第4期乔自文，等:飞秒超快光谱技术及其互补使用589有锁模功能的掺钛蓝宝石种子激光器(Tsunami，1引言Spectra-Physics)，通过这种方式来产生一系列的脉宽小于100fs的飞秒脉冲，重复频率为分子原子中发生的大多数光物理过程都具有82MHz，中心波长为800nm，脉冲平均能量为6一定的时间尺度，比如原子核的运动，化学键的扭nJ，但很多光

7、化学光物理实验需要更高的激发脉转等发生在飞秒到皮秒时间范围内，电荷分离和冲能量，因此需要将震荡器脉冲注入掺钛蓝宝石转移、能量传递等可发生在飞秒到纳秒时间尺度再生放大器(Spitfire，Spectra-Physics)，放大器由上，发光材料的荧光寿命一般在纳秒量级，生物中频率为1kHz的Q调谐的掺钕的锂钇氟化物激光某些特殊的生理功能如捕光、储能等过程都发生器(Empower，Spectra-Physics)泵浦。为了防止放在不同的时间尺度上。另外，光激发可以产生丰大过程中激光介质被损坏，激光脉冲首先要被拉富的瞬态产物，如激发态分子、中性

8、自由基、正或伸，放大后再被压缩。压缩后的脉冲频率为1负离子型自由基等，稳态测试方法只能反映整个kHz，脉冲宽度为约为100fs，每个脉冲的能量约过程的一个积分效应，而不能体现过程是如何随为1mJ。此时的波长