Helios飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀

HELIOS 是一款自動(dòng)化飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀，它設計用于各種飛秒放大激光器，包括高能量 Ti：Sapphire 飛秒放大器和高重復率 Yb 飛秒放大器。結合獲得的光學(xué)延遲塊，HELIOS 提供了較好的性能和用戶(hù)友好性。

產(chǎn)品特性：

寬探測光譜范圍

* 在基本波長(cháng)（Ti：Sapphire 為 ~800 nm，Yb 為 ~1030 nm）周?chē)綔y需要手動(dòng)調整濾光片。

針對瞬態(tài)吸收優(yōu)化的光譜分辨率
對于瞬態(tài)吸收，更高的光譜分辨率并不總是更好。繪制出所有光譜特征很重要，但為探測器的每個(gè)像素提供足夠的探測光也很重要。這兩個(gè)參數相互抵制——當探測光不足時(shí)，數據可能有噪聲；如果沒(méi)有足夠的光譜分辨率，一些重要的特征可能會(huì )被遺漏。因此，我們將光譜分辨率配置為足以在凝聚相實(shí)驗中解決實(shí)際問(wèn)題，但不會(huì )過(guò)高，以允許探測器上有足夠的探測光。

8 ns 時(shí)間窗口，可擴展至 ms

ns窗口是通過(guò)使用直接驅動(dòng)高速光延遲線(xiàn)實(shí)現的。延遲塊光學(xué)元件采用定制設計的支架，以提高光束對準的可重復性和整體可靠性。該延遲線(xiàn)具有高分辨率和高速度的特點(diǎn)。高速掃描非常重要，因為它允許偽隨機步進(jìn)，而不會(huì )顯著(zhù)增加實(shí)驗時(shí)間。這種類(lèi)型的步驟對于最大限度地減少激光不穩定和樣品降解的影響非常有用。

標準的 8 ns 時(shí)間窗口可通過(guò) EOS 插件擴展到ms。

光延遲線(xiàn)規格：

• 時(shí)間窗口：8 ns

• 分辨率：14 fs

• 最小步長(cháng)：2.8 fs

• 最大速度：>10 ns/s

• 加速度：> 260 ns/s^2

• 自動(dòng)對準時(shí)間：3-5 分鐘

• 光束指向漂移：<10 μm，延遲范圍為 8 ns

反射探測光管理

我們使用離軸拋物面反射鏡來(lái)準直和聚焦 Helios 中的探測光。這導致樣品處出現 ~50 μm 的探測束腰。緊密聚焦探測光束允許使用低至數十 nJ/脈沖低能量激發(fā)而不會(huì )犧牲信號幅度。
此外，在探測路徑中使用反射光學(xué)元件可以提高設備的時(shí)間分辨率。

內置自動(dòng)化

• 自動(dòng)光學(xué)延遲線(xiàn)對準 （Smart Delay LineTM）。

• 在 UV、VIS、NIR 和 SWIR 光譜范圍之間自動(dòng)切換。

• 自動(dòng)泵浦光束對齊

探測器
所有 Helios 探測器都是帶有線(xiàn)性陣列探測器的光纖耦合光譜儀。每個(gè)光譜儀都有一個(gè)像差校正的凹面光柵，以實(shí)現最大的光通量（對于高質(zhì)量數據至關(guān)重要）。ADC 分辨率高達 16 位。所有探測器都安裝在光學(xué)工作臺外的 19 英寸電子機架中。

UV-VIS紫外-可見(jiàn)范圍：對于此光譜范圍，我們有兩種探測器選項：

• CMOS：這款 1024 像素 CMOS 傳感器非常適合高速數據采集。允許進(jìn)行高達 5 kHz 的單個(gè)激光脈沖檢測。光譜響應：200 – 1000 nm。典型的光譜范圍跨度為 600 nm（即 350 – 950 nm）。

• CCD 傳感器：這款 2048 像素的背照式 CCD 傳感器非常適合 1 – 2 kHz 激光器，具有非常高的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。光譜響應：200 – 1000 nm。典型的光譜范圍跨度為 600 nm（即 350 – 950 nm）。光譜采集速率 – 高達 2000 個(gè)光譜/秒。

NIR 光譜范圍：這款 256 像素 InGaAs 傳感器在光譜分辨率和靈敏度之間實(shí)現了很好的平衡。光譜響應：800 – 1600 nm。典型的光譜范圍跨度為 800 nm（即 800 – 1600 nm）。光譜采集速率 – 高達 5000 個(gè)光譜/秒。
SWIR 光譜范圍：256 像素 InGaAs 傳感器（光譜響應：1000 – 2600 nm）。典型的光譜范圍跨度為 800 nm（即 1600 – 2400 nm）。光譜采集速率 – 高達 5000 個(gè)光譜/秒。

大面積樣品處理
寬敞的 （350 mm x 250 mm） 樣品室和可拆卸的側板便于安裝低溫恒溫器、平移樣品架，甚至可以耦合到外部磁鐵。此外，只需在樣品周?chē)舫龈嗫臻g，即可更輕松地處理樣品。

樣品架選項
磁力攪拌器允許使用封閉的比色皿（≥2 mm 長(cháng)），并且可以與簡(jiǎn)單的比色皿支架一起使用。平移樣品架可以柵格較薄的比色皿（不易攪拌）、薄膜、晶圓等。平移樣品架可以處理透射和反射樣品。

探測參考選項
HELIOS 有一個(gè)用于第二個(gè)探頭（參考）通道的選項。在這種情況下，探針光束在穿過(guò)樣品之前被一分為二。當一個(gè)臂穿過(guò)樣品時(shí)，另一個(gè)臂被直接發(fā)送到參考光譜儀，該光譜儀監測探針光束強度的波動(dòng)。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是，它允許用戶(hù)以較少的平均激光脈沖數實(shí)現規定的信噪比。該方法推薦用于激光發(fā)射次數嚴重受限的低重復率和/或易光降解樣品的實(shí)驗。

計算機控制濾光片轉盤(pán)
自動(dòng)切換，用于不同的泵浦能量等。

HELIOS 顯微鏡選項
我們提供兩種選項來(lái)執行空間分辨瞬態(tài)吸收測量。

Helios 顯微鏡 共聚焦  共聚焦顯微鏡	WIDEFIELD 顯微鏡
這實(shí)際上是 Helios，具有非常緊密的光束聚焦在樣品上。借助它，您可以從樣品上的特定點(diǎn)提取瞬態(tài)光譜和動(dòng)力學(xué)。	它旨在同時(shí)對樣品上多個(gè)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)數據進(jìn)行成像。

軟件

HELIOS 數據采集軟件內置支持所有關(guān)鍵光學(xué)元件的自動(dòng)對準，基本上無(wú)需手動(dòng)操作。
該軟件也非常用戶(hù)友好且用途廣泛：

• 自動(dòng)對準光延遲塊。

• 泵梁的自動(dòng)對準。

• UV、VIS、NIR 和 SWIR 模式之間的計算機控制切換。

• 支持計算機控制的平移樣品架。

• 支持泵浦光束百葉窗。

• 支持電動(dòng)濾光片轉盤(pán)，用于自動(dòng)泵強度控制。

• 保存每個(gè)單獨的動(dòng)力學(xué)掃描，因此如果實(shí)驗中止（由于激光波動(dòng)、停電等），所有先前的掃描都不會(huì )丟失。

• 閾值調整自動(dòng)連續譜尖峰抑制 - 高級設置，如果連續譜不穩定，則再次收集數據點(diǎn)。

• 當使用適當的光學(xué)元件時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行各向異性計算，并包括一個(gè)參考通道。

• 支持多個(gè)切碎機，以促進(jìn)自定義實(shí)驗。

• 提供 HELIOS 的 API（應用程序編程接口），用于進(jìn)一步的實(shí)驗定制和與外部應用程序的集成。

應用

Helios IR 可用于監測中紅外光譜區域吸收的光誘導物質(zhì)。例如，低帶隙納米材料中的振動(dòng)激發(fā)態(tài)、電荷載流子和電子激發(fā)態(tài)等。

HELIOS IR 有用的一些研究領(lǐng)域是：

• 光物理學(xué)

• 材料科學(xué)

• 光化學(xué)

• 納米科學(xué)

• 光生物學(xué)

• 瞬態(tài)光譜法

• 細胞生物學(xué)

HELIOS 所有者正在各種項目中使用該儀器：

單壁碳納米管上的光處理
富勒烯和酞菁三聯(lián)體中的光處理
雙光子發(fā)色團的光物理性質(zhì)
膠體金屬納米顆粒中的等離激元阻尼
非線(xiàn)性吸收鉑配合物
金屬納米粒子的表面等離子體共振
銀納米點(diǎn)熒光閃爍
使用染料簇進(jìn)行紅外光子收集
金納米顆粒中的聲學(xué)振動(dòng)
龍蝦色素的飛秒光譜法
金屬納米顆粒的材料特性
類(lèi)胡蘿卜素的幾何異構體
硒化鎘量子點(diǎn)的光化學(xué)
光激發(fā)金簇中的量子約束
PbS 納米顆粒的非線(xiàn)性吸收
超分子金屬環(huán)中的光學(xué)激發(fā)
近紅外中的非線(xiàn)性吸收和光限制
聚噻吩薄膜中的超快 Polarion 和 Triplet 激子形成
聚合物太陽(yáng)能電池上的甲烷富勒烯陽(yáng)離子
低聚烯和低聚噻吩的電子性質(zhì)
酞菁和卟啉的超分子礫巖
釕 （II）/錫 （IV） 多卟啉陣列中的光誘導電子轉移
金屬超分子盒中的光誘導過(guò)程
棒狀雙核 Ru（II） 配合物中的光誘導能量轉移
多層三吡啶官能化苝雙酰亞胺金屬配合物
卟啉-苝二酰亞胺對稱(chēng)三聯(lián)體中的光誘導過(guò)程