時間分辨拉曼光譜課件

時間分辨拉曼光譜及其在生物和光電過程的應用時間分辨拉曼光譜時間分辨拉曼光譜的基本原理時間分辨拉曼光譜的實現(xiàn)方式時間分辨拉曼光譜的應用生物過程的應用舉例光電過程的應用舉例主要內容時間分辨拉曼光譜的基本原理主要內容拉曼光譜的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv0斯托克斯散射反斯托克斯散射瑞利散射E*E0瑞利散射(C.V.Raman)1930年諾貝爾物理學獎拉曼光譜的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv時間分辨拉曼光譜的基本原理激發(fā)脈沖t=0探測脈沖t=△t樣品時間分辨拉曼光譜的基本原理激發(fā)脈沖探測脈沖樣品時間分辨拉曼光譜的難題:

產(chǎn)生激發(fā)態(tài)樣品濃度很低（小于1mM/L)

量子產(chǎn)率非常低，拉曼信號弱時間分辨拉曼光譜的實現(xiàn)方式激發(fā)脈沖t=0探測脈沖t=△t激發(fā)態(tài)濃度很低量子產(chǎn)率非常低表面增強拉曼信號檢測困難共振拉曼相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)飛秒受激拉曼光譜（FSRS））信號檢測困難時間分辨拉曼光譜的難題:時間分辨拉曼光譜的實現(xiàn)方式激發(fā)脈沖探wpwswpwaswpwaswpws相干拉曼光譜相干斯托克斯拉曼散射wp：頻率固定was：頻率連續(xù)可調wR相干反斯托克斯拉曼散射wRwas

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信號強避免熒光干擾高度相干、高度準直的相干光，易與背景光分開。

…相干反斯托克斯拉曼光譜的優(yōu)點信號強相干反斯托克斯拉曼光譜的優(yōu)點實驗設備DtSampleIriswswpL1L2waSDt實驗設備wpwSwpwCARSDtwpwCARSDtwpwCARSDtOPAOPAE0E*實驗設備DtSampleIriswswpL1L2waSDt實

生物物理光電過程，電子傳輸化學反應機理，中間物，反應動力學振動壽命，去相時間，分子內振動能量再分配動力學，溶質－溶劑能量耗散過程（拉曼溫度劑）…時間分辨拉曼光譜的應用

生物物理光電過程，電子傳輸生物時間分辨拉曼光譜的應用生物6H2O+6CO2---------->C6H12O6+6O2類胡蘿卜素簡介6H2O+6CO2---------->C6H12OF.S.Rondonuwuetal.,ChemicalPhysicsLetters

429(2006)234–238類胡蘿卜素內轉換過程F.S.Rondonuwuetal.,Chemic類胡蘿卜素內轉換過程單線態(tài)內轉換過程：11Bu+31Ag-11Bu-21Ag-11Ag-類胡蘿卜素內轉換過程單線態(tài)內轉換過程：11Bu+31Ag-1視紫紅質簡介視紫紅質簡介視黃醛異構化結構表征PhilippKukura,etal.Science310(2005)1006視黃醛異構化結構表征PhilippKukura,etaK.T.Tsenetal.

AppliedPhysicsLetters,89,262101,2006時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征K.T.Tsenetal.AppliedPhys時間分辨拉曼光譜用于聲子壽命的測量K.T.Tsenetal.AppliedPhysicsLetters,

89,112111,2006時間分辨拉曼光譜用于聲子壽命的測量K.T.Tsenet展望

時間分辨拉曼光譜的時間分辨率和光譜分辨率進一步提高:

海森堡不確定原理時間分辨拉曼光譜的應用領域進一步擴大:

與其他技術相結合DmitryPestov,etal.Science316(2007)265DavidW.McCamant,etal.J.Phys.Chem.A2003,107,8208-8214展望時間分辨拉曼光譜的時間分辨率和光譜分辨率進一步Dmit時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征E.D.Grannetal.Phys.Rev.B,1996,53,9838-9846時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征E.D.G拉曼位移與電子速度的關系：拉曼散射截面與電子速度分布函數(shù)的關系：時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征拉曼位移與電子速度的關系：拉曼散射截面與電子速度分布函數(shù)的關IgorChizhov,etal.BiophysicalJournal

75(1998)999-1009Daniel

H.Murgida,etal.Photochem.Photobiol.Sci.,2006,5,1103–1108五種瞬態(tài)物種：K510,L495,M400,N485,andO535時間分辨拉曼光譜用于中間態(tài)的檢測IgorChizhov,etal.Biophysic時間分辨拉曼光譜及其在生物和光電過程的應用時間分辨拉曼光譜時間分辨拉曼光譜的基本原理時間分辨拉曼光譜的實現(xiàn)方式時間分辨拉曼光譜的應用生物過程的應用舉例光電過程的應用舉例主要內容時間分辨拉曼光譜的基本原理主要內容拉曼光譜的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv0斯托克斯散射反斯托克斯散射瑞利散射E*E0瑞利散射(C.V.Raman)1930年諾貝爾物理學獎拉曼光譜的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv時間分辨拉曼光譜的基本原理激發(fā)脈沖t=0探測脈沖t=△t樣品時間分辨拉曼光譜的基本原理激發(fā)脈沖探測脈沖樣品時間分辨拉曼光譜的難題:

產(chǎn)生激發(fā)態(tài)樣品濃度很低（小于1mM/L)

量子產(chǎn)率非常低，拉曼信號弱時間分辨拉曼光譜的實現(xiàn)方式激發(fā)脈沖t=0探測脈沖t=△t激發(fā)態(tài)濃度很低量子產(chǎn)率非常低表面增強拉曼信號檢測困難共振拉曼相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)飛秒受激拉曼光譜（FSRS））信號檢測困難時間分辨拉曼光譜的難題:時間分辨拉曼光譜的實現(xiàn)方式激發(fā)脈沖探wpwswpwaswpwaswpws相干拉曼光譜相干斯托克斯拉曼散射wp：頻率固定was：頻率連續(xù)可調wR相干反斯托克斯拉曼散射wRwas

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信號強避免熒光干擾高度相干、高度準直的相干光，易與背景光分開。

…相干反斯托克斯拉曼光譜的優(yōu)點信號強相干反斯托克斯拉曼光譜的優(yōu)點實驗設備DtSampleIriswswpL1L2waSDt實驗設備wpwSwpwCARSDtwpwCARSDtwpwCARSDtOPAOPAE0E*實驗設備DtSampleIriswswpL1L2waSDt實

生物物理光電過程，電子傳輸化學反應機理，中間物，反應動力學振動壽命，去相時間，分子內振動能量再分配動力學，溶質－溶劑能量耗散過程（拉曼溫度劑）…時間分辨拉曼光譜的應用

生物物理光電過程，電子傳輸生物時間分辨拉曼光譜的應用生物6H2O+6CO2---------->C6H12O6+6O2類胡蘿卜素簡介6H2O+6CO2---------->C6H12OF.S.Rondonuwuetal.,ChemicalPhysicsLetters

429(2006)234–238類胡蘿卜素內轉換過程F.S.Rondonuwuetal.,Chemic類胡蘿卜素內轉換過程單線態(tài)內轉換過程：11Bu+31Ag-11Bu-21Ag-11Ag-類胡蘿卜素內轉換過程單線態(tài)內轉換過程：11Bu+31Ag-1視紫紅質簡介視紫紅質簡介視黃醛異構化結構表征PhilippKukura,etal.Science310(2005)1006視黃醛異構化結構表征PhilippKukura,etaK.T.Tsenetal.

AppliedPhysicsLetters,89,262101,2006時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征K.T.Tsenetal.AppliedPhys時間分辨拉曼光譜用于聲子壽命的測量K.T.Tsenetal.AppliedPhysicsLetters,

89,112111,2006時間分辨拉曼光譜用于聲子壽命的測量K.T.Tsenet展望

時間分辨拉曼光譜的時間分辨率和光譜分辨率進一步提高:

海森堡不確定原理時間分辨拉曼光譜的應用領域進一步擴大:

與其他技術相結合DmitryPestov,etal.Science316(2007)265DavidW.McCamant,etal.J.Phys.Chem.A2003,107,8208-8214展望時間分辨拉曼光譜的時間分辨率和光譜分辨率進一步Dmit時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征E.D.Grannetal.Phys.Rev.B,1996,53,9838-9846時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征E.D.G拉曼位移與電子速度的關系：拉曼散射截面與電子速度分布函數(shù)的關系：時間分辨拉曼光譜用于光電過程電子輸運性質的表征拉曼位移與電子速度