Ultraschnelle Spektroskopie
Zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie
Fluoreszenz-Upconversion, TCSPC und Phosphoreszenz messen Fluoreszenzdynamik auf unterschiedlichen Zeitskalen.
Produktbeschreibung
Was ist zeitaufgelöste Fluoreszenz?
Die zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie untersucht molekulare Prozesse im Anregungszustand nach optischer Anregung. Durch Beobachtung, wie sich die Fluoreszenzemission entwickelt, liefert die Messung Relaxationswege, Energie- und Ladungstransfer sowie molekulare Wechselwirkungen, die ein stationäres Spektrum nicht liefert. HARPIA-Systeme mit dem HARPIA-TF-Modul kombinieren ultraschnelle Anregung mit komplementärer Fluoreszenzdetektion für unterschiedliche Zeitfenster.
Kerr-Gatter
Das optische Kerr-Gatter ermöglicht femtosekunden-zeitaufgelöste Fluoreszenz durch optisches Gattern. Die Fluoreszenz wird polarisiert und durch ein Kerr-Medium zwischen einem Polarisator und einem gekreuzten Analysator geleitet. Ein synchronisierter Gatterpuls erzeugt eine kurze Doppelbrechung und öffnet ein Fenster von einigen hundert Femtosekunden. Das gesamte Fluoreszenzspektrum wird bei jeder Verzögerung erfasst. Prinzip der Kerr-Gatter-Spektroskopie.
Kerr-Gatter-Messung
Kerr-Gatter-Messungen an DCM veranschaulichen die Fluoreszenzentwicklung mit sub-Pikosekunden-Zeitauflösung.
Fluoreszenz-Upconversion
Fluoreszenz-Upconversion wird für die schnellste Emission eingesetzt. Die Fluoreszenz wird mit einem synchronisierten Gatterpuls in einem nichtlinearen Kristall kombiniert. Die Summenfrequenzintensität folgt der zeitlichen Überlappung der beiden Felder, sodass das Abtasten der Gatterverzögerung den Zerfall mit Femtosekundenauflösung rekonstruiert. Prinzip der zeitaufgelösten Fluoreszenz-Upconversion.
Upconversion-Messung
Fluoreszenzdynamik des Laserfarbstoffs DCM in Lösung, aufgezeichnet mit HARPIA-TF im Fluoreszenz-Upconversion-Modus. Messbedingungen: 100 kHz, 430 nm Pump.
Zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung
Die zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung (TCSPC) ist eine elektronische Zeitbereichsmethode. Jeder Anregungspuls startet eine Uhr; das erste Fluoreszenzphoton stoppt sie. Die Wiederholung des Zyklus erzeugt ein Histogramm der Photonenankunftszeiten, d. h. den Zerfall. Die Auflösung liegt typischerweise bei einigen zehn bis einigen hundert Pikosekunden und wird vom Detektor bestimmt, die Empfindlichkeit ist jedoch hoch, und Phosphoreszenz kann ebenfalls aufgezeichnet werden. Prinzip von TCSPC.
TCSPC-Messung
Fluoreszenzdynamik des Laserfarbstoffs DCM in Lösung, aufgezeichnet mit HARPIA-TF im TCSPC-Modus. Messbedingungen: 100 kHz, 430 nm Pump.
Einsatzgebiete
Zeitaufgelöste Fluoreszenz wird in der Photochemie für die Relaxation des Anregungszustands, Elektronen- und Protonentransfer sowie Photoreaktionsdynamik eingesetzt; in der Photobiologie für Konformationsänderungen von Proteinen, photosynthetischen Energietransfer und Sonde–Biomolekül-Wechselwirkungen; und in der Materialwissenschaft für Exzitonenwanderung, Aggregation und Ladungstransfer, einschließlich Arbeiten an organischen Photovoltaikmaterialien.
