用皮秒(10-12秒)級(jí)脈沖
激光技術(shù)研究光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)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(guò)程都是速度極快的過(guò)程,與此同時(shí)還常常伴隨許多光物理過(guò)程,弄清光物理過(guò)程對(duì)于全面認(rèn)識(shí)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(guò)程是在小于10-8秒的時(shí)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(guò)程。欲觀察這些過(guò)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。
='l6&3X W0C$*oe!_i 皮秒脈沖有兩個(gè)特點(diǎn):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(guò)去無(wú)法實(shí)現(xiàn)的對(duì)極微弱的高階非線性現(xiàn)象的觀察成為現(xiàn)實(shí)。皮秒脈沖激光的作用有:①用來(lái)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(lái)作探測(cè)手段,探測(cè)激發(fā)態(tài)或其他中間物的瞬態(tài)行為,測(cè)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(cè)激光脈沖。兩個(gè)脈沖的時(shí)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(shí)現(xiàn)同一激光脈沖兩用的目的。
4QN6BZJ5 )F9V=PJE 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(guò)程,利用雙皮秒脈沖激發(fā),并檢測(cè)其熒光,實(shí)時(shí)地觀察激發(fā)態(tài)行為。近年來(lái),在化學(xué)動(dòng)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(lái),研究單分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程包含著許多基元反應(yīng),搞清楚這些基元反應(yīng)對(duì)于宏觀化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究具有十分重要的意義。
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