| cyqdesign |
2008-06-28 16:11 |
皮秒激光化學(xué)技術(shù)簡述
用皮秒（10-12秒）級脈沖激光技術(shù)研究光化學(xué)反應(yīng)動態(tài)學(xué)的化學(xué)分支學(xué)科。光化學(xué)反應(yīng)總是和激發(fā)態(tài)聯(lián)系在一起的，激發(fā)態(tài)的壽命都很短，很快就衰變到基態(tài)，因此，光化學(xué)過程都是速度極快的過程，與此同時還常常伴隨許多光物理過程，弄清光物理過程對于全面認(rèn)識光化學(xué)反應(yīng)也是非常必要的。在液相中，很多光物理和光化學(xué)過程是在小于10-8秒的時間內(nèi)完成的，例如，順-反異構(gòu)體的同構(gòu)化、電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、激發(fā)態(tài)的輻射躍遷、激發(fā)態(tài)分子的碰撞解離等過程。欲觀察這些過程，就必須用皮秒激光脈沖。1966年第一次用鎖膜激光器獲得了皮秒超短脈沖，皮秒光化學(xué)也就隨之誕生。 6 X'#F,M
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皮秒脈沖有兩個特點：①脈寬只有10-12秒。②脈沖功率高。前者能直接研究大部分瞬態(tài)基元反應(yīng)，后者使許多過去無法實現(xiàn)的對極微弱的高階非線性現(xiàn)象的觀察成為現(xiàn)實。皮秒脈沖激光的作用有：①用來泵浦反應(yīng)物分子，使其從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)。②用來作探測手段，探測激發(fā)態(tài)或其他中間物的瞬態(tài)行為，測定它們的結(jié)構(gòu)，為此需要采用雙激光脈沖，即泵浦激光脈沖和探測激光脈沖。兩個脈沖的時間間隔應(yīng)準(zhǔn)確地加以控制，通常用光學(xué)延遲的辦法，實現(xiàn)同一激光脈沖兩用的目的。 J:OP*/@='
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最初，皮秒脈沖在化學(xué)上的應(yīng)用是研究溶液中染料分子激發(fā)態(tài)的壽命和弛豫過程，利用雙皮秒脈沖激發(fā)，并檢測其熒光，實時地觀察激發(fā)態(tài)行為。近年來，在化學(xué)動態(tài)學(xué)研究中，將皮秒脈沖與射流技術(shù)（分子束技術(shù)）結(jié)合起來，研究單分子反應(yīng)動力學(xué)。一個化學(xué)反應(yīng)過程包含著許多基元反應(yīng)，搞清楚這些基元反應(yīng)對于宏觀化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理研究具有十分重要的意義。 eg H,7f(yP
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用皮秒激光脈沖研究順 、反式1，2-二苯乙烯的同構(gòu)化過程，發(fā)現(xiàn)溶解在正己烷中的順式1，2-二苯乙烯在紫外線作用下，首先生成壽命為3皮秒的中間體，然后過渡到壽命為1.35皮秒的激發(fā)態(tài)，最后才轉(zhuǎn)變?yōu)榉词?，2-二苯乙烯。 # fk1'c2
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皮秒激光脈沖技術(shù)仍在不斷發(fā)展之中，激光脈沖的脈寬已從皮秒級縮短至飛秒（10-15秒）級。美國貝爾實驗室報道了脈寬只有8×10-15秒、中心波長為620納米的激光脈沖，這樣窄的脈寬已經(jīng)達(dá)到理論極限值，因為按海森堡測不準(zhǔn)原理，在紫外和可見光范圍內(nèi)，時間分辨的極限是10-15秒量級，在x射線區(qū)，極限為10-18秒量級。
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