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用非简并泵浦探测方法研究C_(70)/甲苯溶液的激发态吸收动力学

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强激光与粒子束 2013年第2期25卷 495-499页

作者：张磊李中国聂仲泉杨俊义宋瑛林苏州大学物理科学与技术学院江苏苏州215006 哈尔滨工业大学物理系哈尔滨150001 欧贝黎新能源科技股份有限公司江苏南通226612

通过非简并的时间分辨泵浦探测技术对C70富勒烯/甲苯溶液的非线性光学性质进行了研究。在532nm波长的皮秒激光脉冲泵浦下,用600nm的皮秒激光脉冲测量了C70富勒烯的激发态非线性吸收动力学响应。利用五能级模型对实验结果进行了数值模拟... 详细信息

通过非简并的时间分辨泵浦探测技术对C70富勒烯/甲苯溶液的非线性光学性质进行了研究。在532nm波长的皮秒激光脉冲泵浦下,用600nm的皮秒激光脉冲测量了C70富勒烯的激发态非线性吸收动力学响应。利用五能级模型对实验结果进行了数值模拟,得到了非简并情况下C70富勒烯分子的光物理参数。实验结果表明:C70富勒烯在简并和非简并情况下的激发态寿命没有变化,但非简并情况下的单重态吸收截面要比简并情况下单重态吸收截面小。

关键词：激发态吸收泵浦探测非简并五能级模型

不同比例MoS_2、MoSe_2合金的泵浦探测信号对比

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纳米技术与精密工程 2016年第5期14卷 365-368页

作者：张宇导邱俊张芷铭李伶俐葛韶峰北京大学物理学院北京100871 安庆美晶新材料有限公司安庆246008 安庆师范学院物理与电气工程学院安庆246133

近年来,单层Ⅵ族过渡金属氧族化合物成为探索半导体中新奇物理性质的理想研究平台.这些单层直接带隙半导体材料因为多方面独特的性质,引起了人们的广泛关注.本文利用泵浦探测(pump-probe)技术对二硒化钼(MoSe_2)和二硫化钼(MoS_2)的二... 详细信息

近年来,单层Ⅵ族过渡金属氧族化合物成为探索半导体中新奇物理性质的理想研究平台.这些单层直接带隙半导体材料因为多方面独特的性质,引起了人们的广泛关注.本文利用泵浦探测(pump-probe)技术对二硒化钼(MoSe_2)和二硫化钼(MoS_2)的二维合金材料的载流子动力学特性进行了研究.实验结果表明,载流子的弛豫过程会随着混合物MoS_xSe_(2-x)的配置比例发生显著变化.文中对这一结果进行了初步分析,讨论了掺杂对材料载流子散射的影响.因此,可以通过调节MoSe_2和MoS_2混合比例来调控载流子的弛豫时间.

关键词：飞秒激光泵浦探测二维合金材料二硫化钼

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利用简化的能级模型分析泵浦探测技术

红外与激光工程 2007年第Z1期36卷 416-419页

作者：石光宋瑛林李云波杨俊义哈尔滨工业大学物理系黑龙江哈尔滨150001 苏州大学物理科学与技术学院江苏苏州215006

采用简化的能级模型来模拟和分析在泵浦探测实验中非线性光学材料的动态特性。这种简化模型可以使运算效率大幅提升且能清楚地表明能级模型中关键参数的影响。同时模拟和分析了激发态吸收和双光子吸收在不同参数条件下对泵浦探测实验的... 详细信息

采用简化的能级模型来模拟和分析在泵浦探测实验中非线性光学材料的动态特性。这种简化模型可以使运算效率大幅提升且能清楚地表明能级模型中关键参数的影响。同时模拟和分析了激发态吸收和双光子吸收在不同参数条件下对泵浦探测实验的影响,指出了激发态吸收和双光子吸收的区别。

关键词：能级模型泵浦探测非线性吸收

激光泵浦探测光热显微镜的系统搭建和成像研究

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激光泵浦探测光热显微镜的系统搭建和成像研究

作者：陈兴进深圳大学

学位级别：硕士

激光泵浦探测光热显微成像是一种高灵敏度和高分辨率的无标记成像技术,可运用于生物医学成像和纳米材料检测等领域。该成像技术基于泵浦调制光束在待测样品材料中的光热透镜效应,探测光束穿过样品材料时发生了光学参数变化,通过检测探... 详细信息

激光泵浦探测光热显微成像是一种高灵敏度和高分辨率的无标记成像技术,可运用于生物医学成像和纳米材料检测等领域。该成像技术基于泵浦调制光束在待测样品材料中的光热透镜效应,探测光束穿过样品材料时发生了光学参数变化,通过检测探测光束的光学参数变化从而获得待测材料的特征信息。类似于普通光学显微镜,光热成像系统的分辨率受限于光学衍射极限,为提升该成像系统的分辨率和探索影响分辨率的相关参数,主要进行了激光泵浦探测光热显微成像系统的搭建、优化和成像的研究,主要工作如下:1.通过搭建光路和编写数据采集软件,自行研制了一台激光扫描共聚焦显微镜。使用波长为526 nm的激发光和数值孔径为1.4的油浸物镜,对金纳米颗粒、荧光珠和生物组织切片样品进行成像,得到了196.4 nm的横向分辨率,接近光学衍射极限。相对于其他光学共聚焦和超分辨显微镜,本系统使用半导体激光作为光源,较大程度降低了成本;使用调制激发光方式和锁相探测技术提高了探测灵敏度和降低了对样品的损伤。2.将该自研显微镜的激发光光源增加到三种激光波长,为452 nm、526 nm和635 nm,并将三束激光在样品上精确耦合,实现了多色显微成像。通过将照明激光两两组合作为泵浦和探测光源使用,实现了不同照明类型的激光泵浦探测光热显微成像,获得了218 nm的横向分辨率;对泵浦激光功率、调制频率、脉冲占空比、探测光功率、聚光镜数值孔径、光阑孔径和泵浦探测光波长等系统参数对分辨率的影响进行了一定探索。3.基于实验中观测到的光热饱和效应,首次提出涡旋光预加热泵浦探测光热显微成像方案,初步实现了突破光学衍射极限的激光泵浦探测光热显微成像分辨率提升,局部横向分辨率为126.6 nm。本文的研究对于激光泵浦探测光热显微成像系统的搭建和探索提升成像系统的分辨率具有一定参考价值。

关键词：共聚焦泵浦探测光热超分辨

用带相位物体的泵浦探测方法测量有机盐化合物溶液的激发态动力学

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用带相位物体的泵浦探测方法测量有机盐化合物溶液的激发态动力学

作者：李中国苏州大学

学位级别：硕士

具备大的非线性光学效应和短的响应时间的非线性光学材料因其在全光通信、光电器件等领域具备光明的应用前景而受到广泛关注。与无机材料相比,有机材料在非线性光学应用方面具有优势。因此在最近几年,对各种有机非线性光学材料的研究十... 详细信息

具备大的非线性光学效应和短的响应时间的非线性光学材料因其在全光通信、光电器件等领域具备光明的应用前景而受到广泛关注。与无机材料相比,有机材料在非线性光学应用方面具有优势。因此在最近几年,对各种有机非线性光学材料的研究十分热门。吩噁嗪类化合物属于有机盐的一种,其分子结构为一个由π电子桥连接的共轭非对称结构。近年来,针对吩噁嗪及其衍生物的研究主要集中于材料制备及荧光性能方面,对相关分子的非线性光学性质的文献报道较少,且缺乏详细的激发态动力学过程的研究。本文通过使用一种改进的带相位物体的泵浦探测实验方法,对一种新型吩噁嗪化合物/乙腈溶液的非线性激发态动力学过程进行了研究。并通过纳秒Z扫描实验的辅助,确定了吩噁嗪分子的相关激发态参数。论文首先介绍了有机分子激发态五能级模型,对测量激发态动力学过程的带相位物体的泵浦探测实验方法进行了详细说明,并讨论了不同激发态参数对实验结果的影响。然后在532 nm波段,使用皮秒激光脉冲对一种新型吩噁嗪类化合物的溶液进行了非线性光学性质测试。皮秒泵浦探测的实验结果表明溶液的非线性光学响应来自于溶质有机盐分子的激发态非线性机制,样品分子的非线性吸收为反饱和吸收,非线性折射为自聚焦。接下来在相同波长的纳秒Z扫描实验的辅助下,通过将皮秒的泵浦探测实验结果与纳秒的Z扫描实验结果相结合,最终确定了吩噁嗪分子的所有激发态参数。实验结果表明吩噁嗪化合物具备大的激发态吸收截面和折射体积,且单重态第一激发态寿命较长。这些结果表明该化合物具备非线性光学应用潜力。

关键词：有机盐泵浦探测相位物体 Z扫描激发态

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基于表面等离激元的泵浦探测及四波混频研究

基于表面等离激元的泵浦探测及四波混频研究

作者：曹小青哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

目前，利用飞秒泵浦探测技术研究超快分子动力学过程引起了人们很大的兴趣。将表面等离激元（SPP）及长程表面等离激元（LRSPP）用于飞秒泵浦探测技术可以更加精确研究分子弛豫动力学，将LRSPP应用于四波混频充分利用长程表面等离子体... 详细信息

目前，利用飞秒泵浦探测技术研究超快分子动力学过程引起了人们很大的兴趣。将表面等离激元（SPP）及长程表面等离激元（LRSPP）用于飞秒泵浦探测技术可以更加精确研究分子弛豫动力学，将LRSPP应用于四波混频充分利用长程表面等离子体引起的非线性效应，可以极大的提高四波混频的转换效率。本文通过模拟研究了基于SPP、LRSPP的飞秒泵浦探测以及基于LRSPP的四波混频过程。首先，本文模拟了激发SPP的条件及基于SPP的泵浦探测的条件，并且对不同探测光波长和不同金属膜厚度对激发SPP及基于SPP的泵浦探测的影响进行了模拟，对基于SPP的泵浦探测与标准泵浦探测进行了对比。此外，理论上通过应用双温度模型及能级跃迁理论对产生影响的原因进行了分析。其次，本文对LRSPP的产生条件及基于LRSPP的泵浦探测进行了模拟，模拟了不同探测光波长、不同金属膜厚度激发LRSPP的条件，及不同波长和不同金属膜厚度对基于LRSPP的泵浦探测的影响。将基于LRSPP的泵浦探测与标准泵浦探测进行了对比，对基于LRSPP的泵浦探测与基于SPP的泵浦探测进行了比较分析。从比较的结果可知，基于LRSPP较SPP的泵浦探测的灵敏度更高，可以作为更加精密的探测手段。最后，本文将LRSPP用于四波混频，模拟了基于LRSPP的双光子的四波混频过程，对激发LRSPP的激发光波长一定的条件下，模拟了输入光波长及其入射角度之间的关系，以及四波混频出射光的角度与输入光波长之间的关系。并且模拟了不同激发光波长时，输入光波长及其入射角度之间的关系，以及四波混频出射光的角度与输入光波长之间的关系的变化，对这种变化进行了分析。

关键词：表面等离激元长程表面等离激元泵浦探测四波混频数值模拟

利用飞秒激光泵浦探测研究量子点与甲基紫之间的电子转移

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利用飞秒激光泵浦探测研究量子点与甲基紫之间的电子转移

作者：王亚峰吉林大学

学位级别：硕士

本论文采用超快光谱技术分别对一种光致异构化分子和量子点的发光性质以及电子转移特性的过程展开了详细的研究。随着超短脉冲技术的迅速发展，研究者发现通过此项技术可以获得超快的时间分辨，对研究物质的飞秒、皮秒量级的物理过程诸... 详细信息

本论文采用超快光谱技术分别对一种光致异构化分子和量子点的发光性质以及电子转移特性的过程展开了详细的研究。随着超短脉冲技术的迅速发展，研究者发现通过此项技术可以获得超快的时间分辨，对研究物质的飞秒、皮秒量级的物理过程诸如光电子的产生于复合、电子激发态寿命等等提供了强有力的帮助，这对于人类科技的发展起了巨大的推动作用。本论文第一部分先是介绍了我们主要用的泵浦探测系统，主要包括超快泵浦探测和荧光上转换系统：对激光器以及系统所用光路、斩波器、TOPAS、延迟线、BBO晶体、光纤光谱仪等的使用做了详细介绍。实验中要求对各种反射镜、三棱镜、半波片、偏振片、和滤光片等在光路中的应用要熟练掌握。Solstice放大器发射出800nm，脉宽在100fs，重复频率1kHz的脉冲激光，经过分束片后分为两束，能量较强的经过TOPAS系统或者BBO倍频晶体作为激发光，范围在325-650nm可调，另一束能量较弱的则聚焦在三种介质（水，蓝宝石，氟化钙）产生范围在400-750nm的超连续白光作为探测光。另一套荧光上转换系统则是专门用来探测荧光的动力学过程，它利用了非线性晶体的和频效应使物体发出的荧光与门控光和频再被单色仪收集，产生的信号通过示波器显示。第二部分主要是实验部分，先是对样品的稳态性质要做详细的测试和表征，包括稳态吸收、荧光、激发谱、SEM或者TEM等等。其次，利用泵浦探测对样品的瞬态吸收进行测试，或者荧光上转换对荧光动力学进行测试，结合稳态数据与瞬态数据，对样品的性质或者电子的转移过程加以详细的分析。实验主要包括了两个课题的研究。研究的第一种分子是光致异构化的螺吡喃分子，对螺吡喃在紫外光和可见光的分别照射下发生的开闭环现象，以及螺吡喃与荧光素的双官能团融合分子的荧光增强原理进行了深入研究，螺吡喃在256nm的紫外光照射下，分子中的一个碳氧键发生断裂，从而引起螺吡喃稳态吸收和荧光的变化。实验中我们将螺吡喃与荧光素分子连接在一起，希望通过这种方法来增强螺吡喃的荧光效率。结果发现当螺吡喃与荧光素在溶液中以完全共轭连接的构型构象才能起到荧光增强的效果。本文中本文研究的第二种样品是硒化镉量子点，在量子点太阳能电池中有着很好的前景。当高于硒化镉带隙宽度的光来激发量子点时，硒化镉量子点会产生光电子或者多激子，如果不及时的将光电子分离开，它们将很快复合掉，从而损失大量的能量，所以我们选择了一种常用的电子受体甲基紫（methylviologen）来及时的俘获这些光电子，对硒化镉（CdSe）量子点和甲基紫（methyl viologen）之间的电子转移进行了详细的实验测试和理论分析，并且用另外一种以硒化镉作为核，硫化镉和硫化锌作为壳的核壳量子点（CdSe/CdS/ZnS）进行了对比实验，实验主要证明了在CdSe与甲基紫之间，只有一个电子转移过程，就是从CdSe的1S电子态到甲基紫之间的转移，而对于CdSe/CdS/ZnS则有两个电子转移过程，一个是从壳CdS不经过CdSe直接到甲基紫转移，另一个过程是先从CdS转移到核CdSe，再从CdSe转移到甲基紫。

关键词：超快光谱泵浦探测荧光上转换光致异构量子点电子俘获

用泵浦探测法测量与脉冲宽度相比拟的染料基态恢复时间

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量子电子学报 1990年第1期 38-39页

作者：张包铮张行愚林美荣陈文驹天津南开大学物理系

泵浦探测法是测量染料分子基态恢复时间的主要方法之一。在以往的工作中存在两个问题:(1)实验测量限于染料基态恢复时间远大于泵浦脉冲宽度的情况。(2)泵浦脉冲宽度对基态恢复时间的影响未作定量分析。当基态恢复时间远大于泵浦脉冲宽... 详细信息

泵浦探测法是测量染料分子基态恢复时间的主要方法之一。在以往的工作中存在两个问题:(1)实验测量限于染料基态恢复时间远大于泵浦脉冲宽度的情况。(2)泵浦脉冲宽度对基态恢复时间的影响未作定量分析。当基态恢复时间远大于泵浦脉冲宽度的条件不严格满足时,将给结果带来很大误差。本工作首先分析了当原浦脉冲宽度与染料基态恢复时间相比拟时各参量之间的关系。由于在此情况下,实验观测的样品透过率T(t’)是脉冲函数I(t)与染料瞬时透过率T(t)的卷积,即

关键词：基态泵浦脉冲能级泵浦探测染料染剂脉冲宽度脉冲特性

飞秒泵浦探测方法研究二氧化氮和碘甲烷的光解离动力学

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飞秒泵浦探测方法研究二氧化氮和碘甲烷的光解离动力学

作者：邵龙吉林大学

学位级别：硕士

如今飞秒激光技术经常被用于分子的光解反应动力学的研究中，而离子速度成像技术[1]的发明使我们对光解反应动力学的认识得到了革命性的进展。在科学研究中发现，二氧化氮在激发过程中经过由基态和第一激发态这两个势能面之间的锥形交... 详细信息

如今飞秒激光技术经常被用于分子的光解反应动力学的研究中，而离子速度成像技术[1]的发明使我们对光解反应动力学的认识得到了革命性的进展。在科学研究中发现，二氧化氮在激发过程中经过由基态和第一激发态这两个势能面之间的锥形交叉点时，其解离通道的情况是极其复杂的，越来越多的研究小组开始对这个锥形交叉点[2][3]的光解离情况进行深入的研究。由于二氧化氮的光解离动力学过程十分短暂，所以飞秒激光下的泵浦-探测技术被广泛应用于其中。在我们的实验中，研究了二氧化氮分子电离解离的动力学过程，其中运用了飞秒泵浦-探测技术和离子速度成像技术。在研究二氧化氮激发态的离子产生通道时发现三个最可几解离通道：通道（1）：二氧化氮分子吸收1个394nm的光子到达里德堡态A2B2，随后吸收6个788nm的光子后被电离。得到的碎片离子的动能为0.05eV。通道（2），二氧化氮分子吸收三个394nm光到离预解离态很近的里德堡态52A1，随后吸收三个788nm光子后被电离。通道（3）二氧化氮分子吸收三个394nm光子到预解离态，随后吸收三个788nm光子后被电离。同时，我们利用碘甲烷分子作为研究对象成功的观测到了B带动力学过程，得到了碘甲烷B带的带源寿命为1.43ps，这与已知结论相符合。

关键词：泵浦探测二氧化氮碘甲烷多光子电离