HARPIA超快光谱系统是一款功能全面的超快光谱测量系统,可在紧凑的机身内完成多种复杂的时间分辨光谱测量。该系统提供直观的用户体验和便捷的日常维护,满足当今科学应用的需求。扩展模块和定制选项可将HARPIA系统针对特定测量需求进行优化。
该系统以HARPIA-TA瞬态吸收光谱仪为核心,可通过添加额外模块进行扩展,包括时间相关单光子计数、Kerr门和荧光上转换(HARPIA-TF),以及第三束光传输(HARPIA-TB)。HARPIA设计支持测量模式的无缝切换,并配备专用的数据采集和分析软件。每个模块均采用一体式铝制外壳,确保卓越的光学稳定性和最短的光路长度。
作为单一供应商解决方案,HARPIA超快光谱系统可与CARBIDE或PHAROS飞秒激光器及ORPHEUS系列OPA配合使用。HARPIA还支持配备TOPAS系列OPA的钛蓝宝石激光器。
应用
- 瞬态吸收和反射在块体和显微镜中的应用
- 多脉冲瞬态吸收和反射
- 时间分辨荧光:飞秒荧光上转换、Kerr门控、时间分辨单光子计数(TCSPC)
- 飞秒受激拉曼散射(FSRS)
- 强度相关的瞬态吸收和反射
- 闪光光解-纳秒级瞬态吸收
超快光谱学探索的物理过程
- 电子或质子转移
- 溶剂化
- 振动松弛
- 激子能量转移
- 光反应动力学
配置 | UV-VIS | UV-VIS-NIR | MIR |
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探针光谱范围 | 350 – 1100 nm 1) | 350 – 1600 nm 1) | 2000 – 13000 nm 2) |
泵浦范围 | 240 – 2200 nm 2) | 240 – 2200 nm 2) | 450 – 2200 nm 3) |
泵浦范围 | 240 – 2200 nm 2) | 450 – 2200 nm 3) | |
延迟范围(分辨率) | 8 ns (8.3 fs) | 8 ns (8.3 fs) | 4 ns (4.2 fs) |
延迟范围(分辨率) | 8 ns (8.3 fs) | 4 ns (4.2 fs) | |
时间分辨率 | ≤ 激光脉宽或更窄 | ≤ 激光脉宽或更窄 | ≤ 激光脉宽或更窄 |
时间分辨率 | ≤ 激光脉宽或更窄 | ||
激光重复频率 | 1 – 100 kHz | 1 – 100 kHz | 1 – 100 kHz |
激光重复频率 | 1 – 100 kHz | ||
最大数据采集速度 | 3850 Hz | 3850 Hz | 3850 Hz |
最大数据采集速度 | 3850 Hz | ||
模式 | 反射与透射 | 反射与透射 | 反射与透射 |
模式 | 反射与透射 |
配置 | UV-VIS | UV-VIS-NIR | MIR |
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- 使用镱基激光系统进行泵浦-探测测量时,可能在515 nm和1030 nm处出现盲区,这些波长分别对应于激光的二次谐波和基波波长,此时强烈的泵浦散射可能干扰准确检测。
- 该范围由OPA的输出光谱决定。
- 波长范围可配置为240–700 nm。如需更多详情,请联系sales@lighton.com。
型号 | HARPIA-TA-FP | HARPIA-TA-FP | HARPIA-TA-FP-UV | HARPIA-TA-FP-UV |
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型号 | HARPIA-TA-FP | HARPIA-TA-FP-UV | ||
HARPIA-TA 配置 | UV-VIS | UV-VIS-NIR | UV-VIS | UV-VIS-NIR |
探针光谱范围 1) | 450 – 1100 nm | 450 – 1600 nm | 350 – 1100 nm | 350 – 1600 nm |
泵浦范围 | 240 – 2200 nm 2) | 240 – 2200 nm 2) | 240 – 2200 nm 2) | 240 – 2200 nm 2) |
泵浦范围 | 240 – 2200 nm 2) | |||
延迟范围 | 高达 485 μs 3) | 高达 485 μs 3) | 高达 485 μs 3) | 高达 485 μs 3) |
延迟范围 | 高达 485 μs 3) | |||
时间分辨率 | 2 ns | 2 ns | 1 ns | 1 ns |
时间分辨率 | 2 ns | 1 ns | ||
探针激光重复频率 | 1850 Hz | 1850 Hz | 1850 Hz | 1850 Hz |
探针激光重复频率 | 1850 Hz | |||
最大数据采集速度 | 3850 Hz | 3850 Hz | 3850 Hz | 3850 Hz |
最大数据采集速度 | 3850 Hz | |||
模式 | 反射与透射 | 反射与透射 | 反射与透射 | 反射与透射 |
模式 | 反射与透射 |
型号 | HARPIA-TA-FP | HARPIA-TA-FP | HARPIA-TA-FP-UV | HARPIA-TA-FP-UV |
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型号 | HARPIA-TA-FP | HARPIA-TA-FP-UV |
- 使用纳秒激光系统进行泵浦-探测测量时,可能在1064 nm处出现盲区,该波长对应于激光的基本波长。
- 该范围由OPA的输出光谱决定。
- 采用HARPIA-TA-FP配置时,可实现更长的延迟范围(最高可达8毫秒)。如需更多详情,请联系sales@lightcon.com。
测量技术 | Kerr门控 | 荧光上转换 | TCSPC |
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光谱范围 | 380 – 1000 nm | 330 – 820 nm 1) 2) | 220 – 820 nm 3) |
泵浦范围 | 240 – 2200 nm 4) | 240 – 2200 nm 4) | 240 – 2200 nm 4) |
泵浦范围 | 240 – 2200 nm 4) | ||
时间分辨率 | ≥ 1 ps | ≤ 1.4 x 激光脉冲持续时间 | < 180 ps 或 < 50 ps |
延迟范围(分辨率) | 8 ns (8.3 fs) | 8 ns (8.3 fs) | 5 μs 5) |
延迟范围(分辨率) | 8 ns (8.3 fs) | 5 μs 5) | |
可兼容 | TCSPC | TCSPC | Kerr门控或荧光上转换 |
可兼容 | TCSPC | Kerr门控或荧光上转换 | |
探测器 | CCD | PMT | PMT |
探测器 | CCD | PMT | |
模式 | 透射 | 透射 | 反射与透射 |
模式 | 透射 | 反射与透射 |
测量技术 | Kerr门控 | 荧光上转换 | TCSPC |
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- 荧光检测范围可扩展至1600纳米。如需更多详情,请联系sales@lightcon.com。
- 荧光检测在343 nm、515 nm和1030 nm波长处可能存在盲区,这是由于谐波重叠所致。
- 光谱范围可通过添加近红外(NIR)探测器进行扩展(测量范围:1000 – 1700 nm)。如需更多详情,请联系 sales@lightcon.com。
- 该范围由OPA的输出光谱决定。
- 使用基于 FIFO 的采集方式,时间窗口可以扩展至约 1 秒,以监测较长时间尺度的过程。
测量技术 | 用于多脉冲实验的泵浦 | FSRS1) |
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探针光谱范围 | 取决于HARPIA-TA的配置 | 350 – 1100 nm 2) |
拉曼光谱范围 | n/a | 700 – 2000 cm‑1 |
可接受的波长范围 | 450 – 2200 nm 3) | |
延迟范围(分辨率) | 4 ns (4.2 fs) | 4 ns (4.2 fs) |
延迟范围(分辨率) | 4 ns (4.2 fs) | |
模式 | 透射 | 透射 |
模式 | 透射 |
测量技术 | 用于多脉冲实验的泵浦 | FSRS1) |
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- 实验结果是通过特定的系统配置获得的:PHAROS飞秒激光器、ORPHEUS-HE OPA以及与ORPHEUS-PS OPA结合使用的SHBC。测量在10 kHz重复频率下进行,使用540 nm激发泵和450 nm拉曼泵。β-胡萝卜素作为样品。如需更多详情,请联系sales@lightcon.com。
- 该系统在515 nm和1030 nm波长处可能存在盲区,对应于激光的二次谐波和基波波长,此时强泵浦散射可能干扰准确检测。
- 波长范围可配置为240–700 nm。如需更多详情,请联系sales@lightcon.com。
型号 | 外形尺寸 (长×宽×高) 1) |
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HARPIA-TA | 730 × 420 × 183 mm |
HARPIA-TA 样品室区域 (长×宽) | 205 × 216 mm |
HARPIA-TF | 571 × 275 × 183 mm |
HARPIA-TB | 670 × 252 × 183 mm |
型号 | 外形尺寸 (长×宽×高) 1) |
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- 无外置光谱仪。
HARPIA-TA 超快瞬态吸收光谱仪作为HARPIA光谱系统的一部分,提供了泵浦-探测测量功能。该完整系统确保了出色的光学稳定性和交互光束的最小光学路径。
HARPIA可与CARBIDE或PHAROS飞秒激光器无缝集成,并可与ORPHEUS系列OPA配合使用进行泵浦。这些激光系统的高重复频率使研究瞬态吸收动力学成为可能,同时使用极低的脉冲能量激发样品,低至几纳焦耳。借助宽带探测选项,该系统覆盖从紫外到近红外的广泛测量范围。此外,通过配置第二个OPA进行中红外测量,HARPIA-TA的测量范围可扩展至13微米,使用单波长探测器时。
HARPIA-TA 提供多种功能,包括 8 ns 光学延迟线、泵浦偏振和强度控制、样品运动定位、轻松切换超连续谱发生器,以及在瞬态吸收和瞬态反射测量之间简单切换。
HARPIA-TA 与各种配件兼容,包括低温恒温器和蠕动泵,其功能可通过额外模块进一步扩展。
闪光光解实验旨在测量分子系统的长寿命态。其原理与飞秒瞬态吸收(TA)实验类似,但探测脉冲与泵浦脉冲之间存在纳秒至毫秒级别的延迟。
在飞秒瞬态吸收实验中,泵浦脉冲与探测脉冲之间的延迟通过移动机械延迟台来控制。相比之下,闪光光解实验采用由电子触发的外置探测激光器产生的延迟探测脉冲——一种宽带纳秒光子晶体纤维(PCF)激光器。
当标准光谱学工具不足以揭示光活性系统中复杂的超快动力学时,多脉冲时间分辨光谱学技术可以提供更深入的见解。HARPIA-TB模块允许在泵-探测相互作用之前或期间引入一个额外的时延激光脉冲(最长可达4 ns),以扰动正在进行的光动力学过程。
HARPIA-TB模块包含:
- Berek补偿器用于偏振控制。
- 连续可调中性密度滤光片用于自动强度控制。
- 延迟线,延迟范围可达4 ns。
测量模式
- 飞秒受激拉曼散射 (FSRS)
通过提供频率窄化的皮秒脉冲,可实现FSRS测量,这是一种相对较新但日益被采用的时间分辨光谱技术,用于观察光学激发分子系统振动结构的变化。
- 多脉冲时间分辨瞬态吸收
可控制光化学反应并访问更高激发态。精确定时的脉冲序列可触发光化学反应,并在其演化过程中于特定时刻对其进行扰动。在某些情况下,额外的泵浦脉冲可重新激发分子,而多个泵浦脉冲之间的延迟会影响反应结果。
- 近红外探测器
提供额外的窄带或宽带近红外探测器选项,可在保持紫外-可见光实验中8 ns延迟的同时,实现4 ns延迟。
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