1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了上海光源XAFS线站(BL14W1)的时间分辨X射线激发发光光谱(TRXEOL)实验系统.该系统基于时间相关单光子计数法的原理设计,以同步辐射光源的脉冲特性及其良好的时间结构为基础,通过集成定时系统、光谱仪系统和核电子学系统,在国内同步辐射装置上首次实现了TRXEOL实验方法.定时系统提供同步触发电脉冲,用来标志X射线脉冲打到样品上的时刻,同步精度约6 ps,延时分辨率5 ps;光谱仪经光电探测器把样品发光信号转换成电脉冲,核电子学系统对定时电脉冲和发光电脉冲之间的时间差进行统计分析,可得到样品的发光衰减曲线,再结合光谱仪的扫描控制和数据获取系统,可得到样品的TRXEOL光谱.利用该实验系统可以测量发光样品的普通XEOL光谱、发光衰减曲线和TRXEOL光谱.用ZnO纳米线样品,进行了实验验证.实验得到的普通XEOL光谱能够明显区分该样品在390和500 nm处的两个发光中心;得到的发光衰减曲线能够区分小于2 ns的快发光过程和200 ns的慢发光过程;分别在0~1,2~200和0~200 ns时间窗口内测量得到了ZnO纳米线样品的TRXEOL光谱,在这3个发光时间带内得到了对应的发光信息;ZnO纳米线样品发光衰减曲线快发光峰的半高宽约为0.5 ns,证明了TRXEOL系统的最小时间分辨率小于1 ns.该系统在国内同步辐射装置上提供了用于研究发光材料的TRXEOL实验方法,该方法与发光模式的XAFS方法相结合,可更深入的研究发光材料的发光行为.整个实验平台操作简便、工作稳定可靠,不仅为发光材料的研究提供了研究手段,还为进一步开展发光模式XAFS和TRXEOL成像等实验方法提供技术前提.
时间分辨谱学 XEOL实验 单光子计数法 Time resolved spectroscopy TRXEOL Time-correlated single photon counting method 光谱学与光谱分析
2015, 35(8): 2324
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
2 中山大学化学与化工学院, 广东 广州 510275
采用稳态发光光谱、瞬态发光动力学测量等手段，对两种钌配合物［Ru(bpy)3］(ClO4)2和［Ru(bpy)2HPIP］(ClO4)2的发光性质进行了研究。稳态发光光谱表明［Ru(bpy)2HPIP］(ClO4)2发光明显偏弱；皮秒瞬态发光动力学测量显示［Ru(bpy)2HPIP］(ClO4)2的激发态弛豫过程存在皮秒量级的快过程，可能与由于HPIP配体的存在,使电荷转移态和溶剂分子产生氢键作用有关。纳秒瞬态发光动力学测量的结果则显示了所有样品共同具有的瞬态发光衰减过程，实验结果符合能隙定律，推断其来自没有和溶剂分子形成氢键结合的配合物的激发态弛豫过程。
激光光学 瞬态发光动力学 时间分辨光谱技术 钌配合物 激发态弛豫
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广东,广州 510275
2 中山大学 化学与化工学院,广东,广州 510275
以4种钌配合物[Ru(bpy)3]2+,[Ru(bpy)2HPIP]2+,[Ru(dmb)2PIP]2+,[Ru(dmb)2DMNP]2+为研究对象,采用时间分辨的光谱技术分别测量了这4种钌配合物在室温和低温情况下的稳态发光光谱及瞬态发光动力学过程。结果表明,4种样品在低温条件下的发光强度较之室温条件均有所增强,光谱形状有明显变化,瞬态发光寿命也均有延长。分析表明,4种钌配合样品在低温条件下从液态介质固化为刚性介质,电子转移情况发生变化,导致低温发光的光谱形状与室温光谱明显不同。 同时速度常数窜越系数kts减小,分子振动和热运动降低,从而提高了磷光量子产率,使得发光增强,寿命也相应延长。
激光光学 瞬态发光动力学 时间分辨光谱技术 钌配合物
河北大学物理科学与技术学院, 保定 河北省 071002
在大气压条件下采用尖-尖电极放电系统得到了稳定的放电等离子体, 并应用发射光谱方法对放电等离子体进行了实验研究。等离子体发射光谱呈现连续谱背景迭加分立谱的形式。连续谱背景来源于放电等离子体内轫致辐射和复合辐射过程; 分立谱归属为N2 C3∏u →B3∏g , N+, N, O的荧光辐射。N+荧光辐射对应的上能级电子组态为2s22p(2P0)3p和2s22p(2P0)3d, 能级高度介于20 eV和23.6 eV之间。实验还结合时间分辨光谱技术, 对放电等离子体中N2(336.8 nm)、N+(500.5 nm)、N+(399.7 nm)荧光信号进行时间分辨测量。结果表明, N2(336.8 nm)荧光首先出现, N+(500.5 nm、399.7 nm)荧光同时产生, 且滞后N2(336.8 nm)荧光约25 ns。根据时间分辨测量结果和相关参考文献, 文章对放电等离子体中N+的生成通道进行了分析。
发射光谱 脉冲流光放电 时间分辨光谱
1 茂名学院物理系, 广东 茂名 525000
2 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
3 湖南文理学院化学化工系, 湖南 常德 415000
4 中山大学化学与化学工程学院, 广东 广州 510275
采用时间分辨的发光光谱技术,分别测量了两种新合成的钌配合物[Ru(bpy)2(dpbpd(NH2)2)]2+和[Ru(phen)2(dpbpd(NH2)2)]2+与小牛胸腺脱氧核糖核酸(ctDNA)相互作用时的瞬态发光动力学过程,并与以往对[u(phen)2dppz]2+等的研究结果进行对比,从而研究带-NH2的嘧啶环对配合物与DNA作用动力学过程的影响。结果表明:这两种含有带-NH2的嘧啶环的钌配合物与DNA相互作用时的发光按双指数规律衰减,发光寿命为几十纳秒,比dppz类钌配合物与DNA作用时的发光衰变寿命(几百纳秒)小一个数量级。归因于嘧啶环上的N和-NH2可能与水分子、DNA的碱基对或磷酸骨架形成氢键,从而加快激发态的无辐射弛豫,削弱发射光强,缩短发光寿命。该结论为进一步研究配合物分子与DNA的相互作用的机理提供了一定的依据。
超快激光与光电子学 瞬态发光 时间分辨光谱术 钌配合物
华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074
为研究煤质特性对激光等离子体的影响，选取8种代表性煤样为实验对象，首先对煤样进行了元素分析和工业分析，并通过实验研究激光与不同煤样之间的相互作用，分析了水分、灰分等对激光等离子体的影响。试验结果表明，煤化程度不同的煤呈现出不同的等离子体时间谱；在等离子体形成的初期，时间谱均呈上升趋势(＜1μs)，随着等离子体信号的衰减，曲线呈单调下降趋势(约1μs后)，煤化程度高的煤种在激光作用约2μs之后发生二次电离；在相同实验条件下，不同煤种的等离子体温度不同，煤化程度越高等离子体温度越高。
激光等离子体 时间分辨光谱 激光诱导击穿光谱 煤质特性 煤化程度 laser induced plasma time-resolved spectroscopy laser-induced breakdown spectroscopy coal characteristics degree of coalification
