Helios飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀

HELIOS 是一款自動化飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀，它設(shè)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(fù)率 Yb 飛秒放大器。結(jié)合獲得的光學(xué)延遲塊，HELIOS 提供了較好的性能和用戶友好性。

產(chǎn)品特性：

寬探測光譜范圍

* 在基本波長（Ti：Sapphire 為 ~800 nm，Yb 為 ~1030 nm）周圍探測需要手動調(diào)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，但為探測器的每個像素提供足夠的探測光也很重要。這兩個參數(shù)相互抵制——當(dāng)探測光不足時，數(shù)據(jù)可能有噪聲；如果沒有足夠的光譜分辨率，一些重要的特征可能會被遺漏。因此，我們將光譜分辨率配置為足以在凝聚相實(shí)驗(yàn)中解決實(shí)際問題，但不會過高，以允許探測器上有足夠的探測光。

8 ns 時間窗口，可擴(kuò)展至 ms

ns窗口是通過使用直接驅(qū)動高速光延遲線實(shí)現(xiàn)的。延遲塊光學(xué)元件采用定制設(shè)計的支架，以提高光束對準(zhǔn)的可重復(fù)性和整體可靠性。該延遲線具有高分辨率和高速度的特點(diǎn)。高速掃描非常重要，因?yàn)樗试S偽隨機(jī)步進(jìn)，而不會顯著增加實(shí)驗(yàn)時間。這種類型的步驟對于最大限度地減少激光不穩(wěn)定和樣品降解的影響非常有用。

標(biāo)準(zhǔn)的 8 ns 時間窗口可通過 EOS 插件擴(kuò)展到ms。

光延遲線規(guī)格：

• 時間窗口：8 ns

• 分辨率：14 fs

• 最小步長：2.8 fs

• 最大速度：>10 ns/s

• 加速度：> 260 ns/s^2

• 自動對準(zhǔn)時間：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準(zhǔn)直和聚焦 Helios 中的探測光。這導(dǎo)致樣品處出現(xiàn) ~50 μm 的探測束腰。緊密聚焦探測光束允許使用低至數(shù)十 nJ/脈沖低能量激發(fā)而不會犧牲信號幅度。
此外，在探測路徑中使用反射光學(xué)元件可以提高設(shè)備的時間分辨率。

內(nèi)置自動化

• 自動光學(xué)延遲線對準(zhǔn) （Smart Delay LineTM）。

• 在 UV、VIS、NIR 和 SWIR 光譜范圍之間自動切換。

• 自動泵浦光束對齊

探測器
所有 Helios 探測器都是帶有線性陣列探測器的光纖耦合光譜儀。每個光譜儀都有一個像差校正的凹面光柵，以實(shí)現(xiàn)最大的光通量（對于高質(zhì)量數(shù)據(jù)至關(guān)重要）。ADC 分辨率高達(dá) 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(jī)架中。

UV-VIS紫外-可見范圍：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(shù)據(jù)采集。允許進(jìn)行高達(dá) 5 kHz 的單個激光脈沖檢測。光譜響應(yīng)：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態(tài)范圍。光譜響應(yīng)：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(dá) 2000 個光譜/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(xiàn)了很好的平衡。光譜響應(yīng)：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(dá) 5000 個光譜/秒。
SWIR 光譜范圍：256 像素 InGaAs 傳感器（光譜響應(yīng)：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(dá) 5000 個光譜/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(cè)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，只需在樣品周圍留出更多空間，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），并且可以與簡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 有一個用于第二個探頭（參考）通道的選項。在這種情況下，探針光束在穿過樣品之前被一分為二。當(dāng)一個臂穿過樣品時，另一個臂被直接發(fā)送到參考光譜儀，該光譜儀監(jiān)測探針光束強(qiáng)度的波動。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是，它允許用戶以較少的平均激光脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的信噪比。該方法推薦用于激光發(fā)射次數(shù)嚴(yán)重受限的低重復(fù)率和/或易光降解樣品的實(shí)驗(yàn)。

計算機(jī)控制濾光片轉(zhuǎn)盤
自動切換，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執(zhí)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)光譜和動力學(xué)。	它旨在同時對樣品上多個點(diǎn)的動力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像。

軟件

HELIOS 數(shù)據(jù)采集軟件內(nèi)置支持所有關(guān)鍵光學(xué)元件的自動對準(zhǔn)，基本上無需手動操作。
該軟件也非常用戶友好且用途廣泛：

• 自動對準(zhǔn)光延遲塊。

• 泵梁的自動對準(zhǔn)。

• UV、VIS、NIR 和 SWIR 模式之間的計算機(jī)控制切換。

• 支持計算機(jī)控制的平移樣品架。

• 支持泵浦光束百葉窗。

• 支持電動濾光片轉(zhuǎn)盤，用于自動泵強(qiáng)度控制。

• 保存每個單獨(dú)的動力學(xué)掃描，因此如果實(shí)驗(yàn)中止（由于激光波動、停電等），所有先前的掃描都不會丟失。

• 閾值調(diào)整自動連續(xù)譜尖峰抑制 - 高級設(shè)置，如果連續(xù)譜不穩(wěn)定，則再次收集數(shù)據(jù)點(diǎn)。

• 當(dāng)使用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件時，自動進(jìn)行各向異性計算，并包括一個參考通道。

• 支持多個切碎機(jī)，以促進(jìn)自定義實(shí)驗(yàn)。

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

應(yīng)用

Helios IR 可用于監(jiān)測中紅外光譜區(qū)域吸收的光誘導(dǎo)物質(zhì)。例如，低帶隙納米材料中的振動激發(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(xì)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(tuán)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
龍蝦色素的飛秒光譜法
金屬納米顆粒的材料特性
類胡蘿卜素的幾何異構(gòu)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
聚合物太陽能電池上的甲烷富勒烯陽離子
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(dǎo)電子轉(zhuǎn)移
金屬超分子盒中的光誘導(dǎo)過程
棒狀雙核 Ru（II） 配合物中的光誘導(dǎo)能量轉(zhuǎn)移
多層三吡啶官能化苝雙酰亞胺金屬配合物
卟啉-苝二酰亞胺對稱三聯(lián)體中的光誘導(dǎo)過程