Сверхбыстрая спектроскопия
Временно-разрешённая спектроскопия флуоресценции
Апконверсия флуоресценции, TCSPC и измерение фосфоресценции позволяют исследовать динамику флуоресценции в разных временных диапазонах.
Описание
Что такое временно-разрешённая флуоресценция?
Временно-разрешённая спектроскопия флуоресценции исследует молекулярные процессы в возбуждённом состоянии после оптического возбуждения. Наблюдение за эволюцией флуоресцентного излучения позволяет определять пути релаксации, перенос энергии и заряда, а также молекулярные взаимодействия, которые невозможно выявить по стационарному спектру. Системы HARPIA с модулем HARPIA-TF объединяют сверхбыстрое возбуждение с взаимодополняющими методами регистрации флуоресценции для разных временных диапазонов.
Затвор Керра
Оптический затвор Керра обеспечивает временно-разрешённую регистрацию флуоресценции с фемтосекундным разрешением посредством оптического стробирования. Флуоресценция поляризуется и проходит через среду Керра, расположенную между поляризатором и скрещённым анализатором. Синхронизированный стробирующий импульс вызывает кратковременное двулучепреломление, открывая временное окно длительностью несколько сотен фемтосекунд. В каждой точке задержки регистрируется полный спектр флуоресценции. Принцип спектроскопии с затвором Керра.
Измерение с затвором Керра
Измерения DCM с затвором Керра демонстрируют эволюцию флуоресценции с субпикосекундным временным разрешением.
Апконверсия флуоресценции
Апконверсия флуоресценции применяется для исследования наиболее быстрых процессов излучения. Флуоресцентное излучение смешивается с синхронизированным стробирующим импульсом в нелинейном кристалле. Интенсивность излучения на суммарной частоте зависит от временного перекрытия двух полей, поэтому сканирование задержки стробирующего импульса позволяет восстановить кривую затухания с фемтосекундным разрешением. Принцип временно-разрешённой апконверсии флуоресценции.
Измерение методом апконверсии
Динамика флуоресценции лазерного красителя DCM в растворе, зарегистрированная с помощью HARPIA-TF в режиме апконверсии флуоресценции. Условия измерения: 100 kHz, накачка 430 nm.
Коррелированный по времени счёт одиночных фотонов
TCSPC — электронный метод измерения во временной области. Каждый возбуждающий импульс запускает отсчёт времени, а первый зарегистрированный фотон флуоресценции останавливает его. Многократное повторение цикла формирует гистограмму времён прихода фотонов, то есть кривую затухания. Разрешение, определяемое детектором, обычно составляет от десятков до сотен пикосекунд; при этом метод обладает высокой чувствительностью и позволяет также регистрировать фосфоресценцию. Принцип TCSPC.
Измерение методом TCSPC
Динамика флуоресценции лазерного красителя DCM в растворе, зарегистрированная с помощью HARPIA-TF в режиме TCSPC. Условия измерения: 100 kHz, накачка 430 nm.
Области применения
Временно-разрешённая флуоресценция применяется в фотохимии для исследования релаксации возбуждённых состояний, переноса электронов и протонов и динамики фотохимических реакций; в фотобиологии — для изучения конформационных изменений белков, фотосинтетического переноса энергии и взаимодействий между зондами и биомолекулами; в материаловедении — для исследования миграции экситонов, агрегации и переноса заряда, в том числе в органических фотоэлектрических материалах.
