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激光閃光光解光譜儀捕捉納秒級瞬態(tài)反應的“高速相機”
背景介紹—瞬態(tài)吸收光譜和瞬態(tài)吸收成像的應用
基于泵浦探測（Pump-Probe）原理的瞬態(tài)吸收光譜，在頻率維度和時間維度上提供了豐富的光譜和動力學信息，過去的幾十年應用于物理、化學、材料、能源、生物等廣泛領域。當今，許多領域科學研究的范式和需求都在不斷更新。尤其是隨著鈣鈦礦光伏、二維材料、量子器件、高溫超導等前沿領域的發(fā)展，科學家迫亟需在空間維度上揭示載流子等微觀離子的遷移和演化規(guī)律，研究微納米材料的物理態(tài)在空間分布上的異質性。瞬態(tài)吸收成像，可在空間和時間維度上研究微觀粒子和能量的運動和演化，是研究微觀粒子和能量的時空演化、闡釋微觀機制的重要工具。
儀器基本功能和性能：儀器具有點泵浦-寬場探測，和寬場泵浦-寬場探測兩種工作模式。分點泵浦模式可用于測量載流子遷移和熱導率等；寬場泵浦模式可用于測量載流子分布和物理態(tài)的空間異質性等。
儀器原理和實現(xiàn)方式
Omni-TAM900寬場飛秒瞬態(tài)吸收成像系統(tǒng)原理如下圖所示，經過飛秒激光器和光學參量放大器（OPA）之后出來的飛秒激光，通過顯微鏡的光學系統(tǒng)進入，并作為泵浦光源激發(fā)樣品，而另一束經過空間調制的探測光在一定的時間延遲之后也經過顯微系統(tǒng)到達樣品，樣品在激發(fā)態(tài)對探測光產生的吸收情況會被顯微鏡上的sCMOS 相機記錄下來。通過調節(jié)光學延遲線（Optical Delay Line），得到樣品在不同延遲時間下的sCMOS圖像。
Omni-TAM900 可以有兩種成像模式（如下圖所示）： 聚焦泵浦光模式（點泵浦，寬場探測）和寬場泵浦光模式（寬場泵浦、寬場探測），前者主要用于研究載流子的遷移，后者用于檢測載流子的空間分布狀況。
軟件
軟件可進行同步采集，自動控制和處理，載流子的壽命、載流子的遷移速率、載流子的分布、動力學等信息均可以通過軟件得到。
光源 | 飛秒激光 +OPA，激光波長范圍取決于應用場景 |
檢測器 | sCMOS |
成像空間分辨率 | 500 nm |
載流子遷移定位精度 | 30nm |
時間分辨率 | 500 fs (100 fs 激光脈沖條件下） |
時間延遲線 | 0-4 ns/0-8 ns |
顯微鏡模塊 | 倒置顯微鏡，上方為開放空間，后期可兼容低溫模塊、探針臺、電學調控、磁場等特殊實驗場景。 |
測量模式 | 點泵浦 + 寬場探測（載流子遷移） 寬場泵浦 + 寬場探測（載流子分布） |
儀器工作模式 | 反射 / 散射 |
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