Фемтосекундные спектроскопические системы HARPIA
- Измерение фемтосекундного переходного поглощения/отражения
- Фемтосекундная флуоресцентная ап-конверсия
- Возможность проведения экспериментов в области фемтосекундного вынужденного комбинационного рассеяния (FSRS) с разрешением по времени
- Подсчет фотонов с корреляцией по времени (TCSPC) от сотен пс до мкс
Производитель Light Conversion
Описание
HARPIA объединяет в себе различные возможности спектроскопии с разрешением по времени:
- Измерение фемтосекундного переходного поглощения/отражения
- Измерение многоимпульсного фемтосекундного переходного поглощения/отражения
- Фемтосекундная флуоресцентная ап-конверсия
- Подсчет фотонов с корреляцией по времени (TCSPC) от сотен пс до мкс
- Автоматические измерения зависимости интенсивности переходного поглощения от флуоресцентного сигнала с разрешением по времени
- Возможность проведения экспериментов в области фемтосекундного вынужденного комбинационного рассеяния (FSRS) с разрешением по времени
Возможности спектрометра HARPIA-TA могут быть дополнительно расширены модулями HARPIA-TF и HARPIA-TB. Полностью интегрированная система HARPIA может рассматриваться как миниатюрная лаборатория, позволяющая проводить наиболее популярные и актуальные эксперименты по спектроскопии с временным разрешением. HARPIA позволяет получить обширное понимание сложных фотофизических и фотохимических свойств исследуемых образцов.
Переключение между различными измерительными модификациями является полностью автоматизированным и требует малейших действий со стороны пользователя. Оптическая схема данной системы спроектирована таким образом, чтобы общие габаритные размеры были как можно меньше и, в тоже время, работа оператора с прибором была наиболее простой и понятной. Несмотря на небольшие размеры, спектрометр HARPIA является легко кастомизируемым и может быть адаптирован для конкретных измерений. Все эксперименты и измерения контролируются с помощью нового и улучшенного программного обеспечения, оснащенного электронным помощником, измерительными предустановками и комплектами разработки для пользовательских приложений.
Области применения
- Фотохимия
- Фотобиология
- Фотофизика
- Материаловедение
- Физика полупроводников
- Спектроскопия временного разрешения
- Фемтосекундная спектроскопия
Модули расширения
HARPIA-TA: Сверхбыстрый спектрометр переходного поглощения
Отличительные особенности
- Диапазон длины волны зондирования 350 – 1100 нм
- Наличие свободного пространства для размещения криостата или проточной системы
- Отслеживание положения луча и самокалибровка
- Простая внешняя интеграция пользовательских спектрометров/спектрографов
- Анализы переходного поглощения и сканирование вдоль оси в одном приборе
HARPIA-TA является основным компонентом спектроскопической системы, имеет компактный дизайн и интуитивно понятное исполнение, а также характеризуется легким повседневным обслуживанием. Данная система может использоваться совместно лазерными системами PHAROS/ORPHEUS или Ti:Sa/TOPAS. HARPIA-TA имеет лучшие характеристики среди аналогов, например, разрешаемые сигналы до 10-5, возможность работы на высоких частотах следования (до 1 МГц). Высокая частота следования позволяет проводить измерение динамики переходного поглощения, при этом возбуждая образцы импульсами очень низкой энергии.
HARPIA-TF: Расширение для фемтосекундной флуоресцентной ап-конверсии и TCSPC
Отличительные особенности
- Простота управления
- Наличие свободного пространства для размещения криостата или проточной системы
- Автоматизированное спектральное сканирование и подстройка ап-конверсионного кристалла
- Измерение динамики флуоресценции от сотен фс до 2 мкс в одном приборе
- Полный контроль поляризации, интенсивности, задержки и длины волны
HARPIA-TF представляет собой расширение модуля HARPIA-TA для возможности проведения измерений флуоресценции с разрешением по времени двумя способами. Для получения самого высокого временного разрешения, флуоресценция измеряется с помощью флуоресцентной ап-конверсии, в которой флуоресцентное излучение, испускаемое образцом, смешивается (с суммированием частоты) с фемтосекундным лазерным стробирующим импульсом в нелинейном кристалле. В этом случае временное разрешение ограничивается длительностью импульса и составляет порядка 250 фс. Для флуоресцентного послесвечения, когда данное время превышает 150 пс, спектрометр может использоваться в режиме подсчета единичных фотонов с корреляцией по времени (TCSPC), который позволяет проводить высокоточные измерения кинетических линий (трасс) во временном интервале 200 пс – 2 мкс.
HARPIA-TB: Расширение для получения третьего сканирующего луча
Отличительные особенности
- Расширение возможностей работы -
- Дополнительный функционал к стандартной схеме измерения поглощения
- Дополнение к сложным фотодинамическим системам
- Полное управление третьим лучом
- Программное обеспечение для анализа данных
Когда стандартных спектроскопических методов недостаточно для понимания сложной сверхбыстрой динамики фотоактивных систем, могут использоваться многоимпульсные спектроскопические методы с временным разрешением. HARPIA-TB представляет собой расширение модуля HARPIA-TA для возможности получения дополнительного луча накачки, добавляющего дополнительный функционал к стандартным временным измерениям поглощения. Дополнительный лазерный импульс с временной задержкой может использоваться в стандартной схеме накачки-зондирования с целью нарушения протекающего процесса фотодинамики, вызванного лучом накачки.
Возможные конфигурации с модулями расширения
Рис. 1. Конфигурация HARPIA для сверхбыстрого переходного поглощения, TCSPS и флуоресцентной ап-конверсионной спектроскопии
Рис. 2. Конфигурация HARPIA для сверхбыстрой спектроскопии многоимпульсного переходного поглощения
Рис. 3. Конфигурация HARPIA для сверхбыстрого многоимпульсного переходного поглощения, и флуоресцентной ап-конверсионной спектроскопии
Оптические схемы HARPIA
Оптическая схема спектрометра для переходного поглощения
Оптическая схема спектрометра для флуоресцентной ап-конверсии
Оптическая схема спектрометра HARPIA для многоимпульсных экспериментов
Технические характеристики
| Модификация «накачка-зондирование» | |
| Диапазон длины волны зондирования, поддерживаемый оптикой | 240 – 2600 нм |
| Диапазон длины волны зондировании, генерации белого суперконтинуума при накачке на 1030 нм | 350 – 750 нм, 480 – 1100 нм |
| Диапазон длины волны зондировании, генерации белого суперконтинуума при накачке на 800 нм | 350 – 1100 нм |
| Диапазон регистрации детекторов длины волны зондирования | 200 – 1100 нм, 700 – 1800 нм, 1.2 – 2.6 мкм |
| Спектральный диапазон спектральных устройств | 180 нм – 24 мкм, достигается за счет сменяемых дифракционных решеток |
| Диапазон времени задержки | 4 нс, 6 нс, 8 нс |
| Разрешение по задержке | 4.17 фс, 6.25 фс, 8.33 фс |
| Частота следования лазерных импульсов | 1 – 1000 кГц (частота АЦП < 2 кГц) |
| Временное разрешение | < 1.4 части длительности импульса накачки или зондирования (какой из импульсов дольше) |
| Флуоресцентный ап-конверсионный режим | |
| Рабочий диапазон | 300 – 1600 нм 1) |
| Разрешение по длине волны | Ограничено спектральной шириной стробирующего импульса, обычно 100 см-1 |
| Диапазон времени задержки | 4 нс, 6 нс, 8 нс |
| Разрешение по задержке | 4.17 фс, 6.25 фс, 8.33 фс |
| Временное разрешение | < 1.4 части длительности импульса накачки или зондирования (какой из импульсов дольше); 420 фс с лазером PHAROS 2) |
| Отношение сигнал/шум | 100:1.5 при времени накопления 0.5 с на одну точку 3) |
| Режим TCSPC | |
| Модуль TCSPC | Becker&Hickl SPC-130, полностью интегрирован в ПО 4) |
| Детектор | Becker&Hickl DCC-100 |
| ФЭУ | Becker&Hickl PMC-100-1 |
| Рабочий диапазон | 300 – 820 нм |
| Истинное временное разрешение | < 200 пс |
| Временное разрешение с монохроматором | < 1.2 нс 5) |
| Отношение сигнал/шум | < 100:1 при времени накопления 5 с на одну линию 6) |
| Габаритные размеры | |
| Спектрометр | 621 × 1401 × 183 мм 7) |
1) В зависимости от источника стробирования, может достигаться с различными нелинейными кристаллами
2) Оценивается как FWHM преобразованного суперконтинуума белого света, генерируемого в образце или производная фронта нарастания ап-конверсионного сигнала
3) Оценивается как стандартное отклонение 100 точек при измерении в течение 50 пс в красителе родамин 6G на ап-конверсионной длине волны 360 нм при использовании лазера PHAROS с частотой следования импульсов 150 кГц. Не применимо для всех образцов и конфигураций.
4) См. www.becker-hickl.de для получения подробных характеристик
5) Оценивается как FWHM преобразованного суперконтинуума белого света, генерируемого в образце или производная фронта нарастания ап-конверсионного сигнала
6) Оценивается путем подбора кинетической кривой при измерении в растворе родамин 6G на длине волны 580 нм с несколькими экспоненциальными зависимостями, вычитая подогнанную кривую из данных и принимая во внимание соотношение между стандартными отклонениями остатков и значением половины максимума сигнала
7) Без внешнего спектрографа
Габаритные размеры и принцип работы спектрометра HARPIA
Габаритные размеры HARPIA
Принцип работы в режиме подсчета единичных фотонов с корреляцией по времени (TCSPC)
Принцип работы в режиме флуоресцентной ап-конверсии с разрешением по времени
Принцип работы в режиме спектроскопии многоимпульсного переходного поглощения с разрешением по времени
Программное обеспечение CarpetView
- Диапазон длины волны зондирования 350 – 1100 нм
- Разрешаемые сигналы до 10-5
- Возможность работы на высоких частотах следования (до 1 МГц)
- Наличие свободного пространства для размещения криостата или проточной системы
- Отслеживание положения луча и самокалибровка
- Анализы переходного поглощения и сканирование вдоль оси в одном приборе
- Простая внешняя интеграция пользовательских спектрометров/спектрографов
- Модульный дизайн, совместимость с HARPIA-TA
- Наличие свободного пространства для размещения криостата или проточной системы
- Автоматизированное спектральное сканирование и подстройка ап-конверсионного кристалла
- Измерение динамики флуоресценции от сотен фс до 2 мкс в одном приборе
- Полный контроль поляризации, интенсивности, задержки и длины волны
- Простота управления
- Самый оснащенный и универсальный АСМ
- Сканирующий диапазон: 50 мкм × 50 мкм (10 мкм × 10 мкм, 100 мкм × 100 мкм)
- Бесконтактный режим True Non-Contact
- Длительный срок службы зонда, высочайшее разрешение
- Точное латеральное сканирование XY в режиме «Crosstalk Elimination» (устранение помех)
- Точная топография АСМ с применением малошумного Z-детектора
