Omni-fs-TA 飛秒瞬態吸（xī）收光譜係統_北京www.91光儀器有限公司

產品概述

Omni-fs-TA 飛秒瞬態吸收光譜係統用於研究光電材（cái）料、光電器件，有機太陽能（néng）電池等激發態光譜和動力學，是在超快時間尺度上（shàng）研究物理和（hé）化學材（cái）料體係中各種動力學過程的有效（xiào）工（gōng）具, 用於能源材料（liào）、納米（mǐ）材料、有機分子材料的光化（huà）學過程更深層次的探（tàn）究和論證（zhèng）。

泵浦- 探測原理

光是調控和測量分子能（néng）級躍遷的重要手段，分子受光（guāng）激（jī）發以（yǐ）後（hòu）發生能級躍遷，這伴隨著分子基態和激發態布局數的變化（huà），從而會引起分（fèn）子或材料（liào）係統對光的吸收或發（fā）射發生變化。泵浦-探測技術通過一束脈衝光激發樣品，用於發生能級躍遷，再利用一束脈衝光對激發態（tài）進（jìn）行探測，連續調節激（jī）發光脈衝和探測光脈衝的（de）時間延遲，能夠得到激發態隨時間變化的動力（lì）學過程，實現對激發態弛豫過程（chéng）的監測。

泵浦- 探測能（néng）級躍遷示意圖

飛秒瞬態吸收係統

飛秒瞬態吸收光譜（pǔ）是一種在飛秒時間尺度上的時間分辨（biàn）泵浦（pǔ）-探測（pump-probe）技術（shù），因其時間尺（chǐ）度較短，該方法可以用於探測電子激發態的大部分信息，包括能量轉移、電子轉移、弛豫以及異構化等研究。該技術手段主要是先用一束泵（bèng）浦光產生激發態，再用另一束寬光譜範圍的探測光對瞬態中間物種吸光度進行光譜測量，能夠同時在超快（kuài）時間和（hé）光譜維度（dù）對激發態動力（lì）學進行測量。

飛秒激光器作（zuò）為係統光源並分為兩路，其中一束作為泵浦（pǔ）光將樣品從基態（tài）激發到激發態（tài），另外一束光進入白光發生器生成超連續白光作為瞬態吸收的（de）探測光。通過測試有以及無激發光（guāng）材料吸（xī）光度的變化得到瞬態吸收信號。測量原理（lǐ）上，為了提前信噪比，減小探測光抖動造成的假信號，可以將探測光分為兩路（lù），一路作為probe光，另一路作為reference光。同時還需要排除背（bèi）景信（xìn）號和熒光信（xìn）號對瞬態吸收信號的影響。

材料因外光電效應產生能級躍遷主要發生在飛秒時間，這個過程伴隨著隨後的（de）激發（fā）態弛豫，如電子或空間的複合在（zài）隨後發生，這些過（guò）程主要在皮秒、納秒時間時間（jiān）尺（chǐ）度。對於（yú）很（hěn）多半導體材料，由（yóu）於內部往往存在缺陷態（tài），還伴（bàn）隨缺陷態參與的更慢的時間尺度，包（bāo）括微秒、毫秒等時間尺度。飛秒瞬態吸收光（guāng）譜可以得到飛秒（miǎo）-納秒時（shí）間範圍內的激發態動力學過程，是（shì）研究（jiū）材料或有機（jī）分子中超（chāo）快化學、物理（lǐ）過程的有力工具。

泵浦-探測原理

不（bú）同時間延（yán）遲（t）下獲（huò）取的瞬態吸收光譜

飛秒瞬態吸收光譜（pǔ）應用

作為超快光譜（pǔ）技術之一, 飛秒瞬態吸收光譜技術是重要（yào）的超快動力學（xué）研究手段,不僅可以探究分子的動力學過程, 還可以對（duì）一些表（biǎo）觀層麵的現象進行更加深入的理解和闡釋。目前已廣泛應用於生物、物理、化學、材料等方麵的研究。例如新型納米材料的光電轉化機製、光合作用的研究、DNA光損傷機製、光致變（biàn）色反應等研（yán）究。

有機太陽能電（diàn）池（chí） (OSCs) 電荷（hé）複合（hé）與三（sān）重（chóng）態激子相互作（zuò）用

高性能有機光伏器件采用體異質結結（jié）構，通過眾多的給（gěi）體-受體（D-A）異質結（jié）形成的電荷轉移態有助於激子態的解（jiě）離。然而，源自光生載流子複合所產生的電荷轉移態的自旋特性會導致形成低能量三重態激子（T1 ）並引發弛豫過程發生，從而導致光電流的損失（shī）。利用飛秒瞬態（tài）吸收光譜研究（jiū）不同材料構型的激發態光譜和動力（lì）學過程發現，使用具有較（jiào）弱激子結合強度的給體（tǐ）和受體可以減少三重激（jī）子態的形成，同（tóng）時又不犧牲激（jī）子解離效率。通過對OSCs電荷（hé）複合與三重態激子相互（hù）作用機製，討論了（le）其對材（cái）料設計、器件工程和光物理的（de）潛在影響，從而為未來有機（jī）光伏（fú）器件充分發揮其潛力提供了全麵的基礎。

不同材料的二聚體離域態激子的瞬態吸（xī）收光譜和分子動力學模擬結果

有（yǒu）機太陽能電（diàn）池（chí）不同材料組（zǔ）成的（de）瞬態吸收光譜測試（shì）結果（guǒ）

技術參數

飛秒（miǎo）光源中心波長	800±10nm	1030±3nm
探測波長（zhǎng）範圍 (UV-Vis-NIR)	300-700nm；400-900nm; 450-1000nm；900-1700nm；	300-500nm; 500-1000nm; 1000-1600nm
泵浦光波長範圍	240-480nm;475-1160nm；1160-1600nm；1600nm-2600nm	300-480nm; 600-900nm;1200-2500nm
探測時間窗口	4ns/8ns
時間分辨率	1.5 倍激光器脈（mò）寬
靈敏度	0.1ΔmOD
測試模式	反射、透射
樣品腔	液體、粉（fěn）末、薄膜
軟件	探測光穩定性監測，光譜預（yù）覽，光譜矯正，背（bèi）景光譜去除，支持多段延（yán）遲時間掃描
功能（néng）拓展	微區光譜
	寬場瞬態吸收成像
	時間相關單光子（zǐ）計數模塊：最小時間間隔 2ps, 最小壽命範圍 100ps，波長（zhǎng）分辨率（lǜ）0.08nm
	飛秒克爾門時間分辨熒光光譜：光譜範圍400-900nm，激光脈寬（kuān）50fs，樣品壽命測量時（shí）間（jiān）窗口4ns

示例（lì）數據

單晶氧化鋅瞬態吸收光譜測試結果

參考文獻（xiàn）

[1]Jiang, K., Zhang, J., Zhong, C. et al. Suppressed recombination loss in organic photovoltaics adopting a planar–mixed heterojunction architecture. Nat Energy 7, 1076–1086 (2022).

[2]Gillett, A.J., Privitera, A., Dilmurat, R.et al.The role of charge recombination to triplet excitons in organic solar cells. Nature 597, 666–671 (2021).

[3]Krishnapriya, K.C., Roy, P., Puttaraju, B. et al. Spin density encodes intramolecular singlet exciton fission in pentacene dimers. Nat Commun 10, 33 (2019).

相關（guān）應（yīng）用

加載更（gèng）多

Omni-fs-TA 飛（fēi）秒瞬態（tài）吸收光譜（pǔ）係統

超快光譜係列：鈣鈦礦光電材料的超快光（guāng）譜研究（jiū）（下）

鈣鈦（tài）礦光電材料的超快光譜研究（jiū）（上）

名家（jiā）專欄丨超快光譜係列——淺談飛秒瞬態吸收光譜儀

產品

應用

資源

服務

新聞（wén）

我們