Name: Een experimenteel Protocol voor femtoseconde NIR/UV - XUV pomp-Probe experimenten met gratis-elektron Lasers (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-23T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Leer femtoseconde pomp-probe-experimenten met een optische laser en een vrije-elektronenlaser voor het bestuderen van ultrasnelle fotochemische reacties in gasfase-moleculen. Deze methode helpt onderzoekers om de volgorde van bindingsbreuk en atomaire herordening in realtime te observeren.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs bedanken Evgeny Savelyev Cédric Bomme, Nora Schirmel, Harald Redlin, Stefan Düsterer, Erland Müller, Hauke Höppner, Sven Toleikis, Jost Müller, Marie Kristin Czwalinna, Rolf Treusch, Thomas Kierspel, Terence Mullins, Sebastian Trippel, Joss Wiese, Jochen Küpper, Felix Brauβe, Faruk Krecinic, Arnaud Rouzée, Piotr Rudawski, Per Johnsson, Kasra Amini, Alexandra Lauer, Michael Burt, Mark Brouard, Lauge Christensen, Jan Thøgersen, Henrik Stapelfeldt, Nora Berrah, Maria Müller, Anatoli Ulmer, Simone Techert , Artem Rudenko, Daniela Rupp en Melanie Schnell, die hebben deelgenomen aan de FLASH beamtime waarin de specifieke gegevens weergegeven en hier besproken werden verworven en die hebben bijgedragen aan de analyse en interpretatie. Het werk van de wetenschappelijke en technische teams in FLASH, die mogelijk hebben gemaakt het experiment, wordt ook dankbaar erkend. D.R. erkent steun van de chemische wetenschappen Geowetenschappen, en Biosciences Division, Office of Basic Energy Sciences, Office of Science, US Department of Energy, Grant nr. DE-FG02-86ER13491. De experimenten op FLASH werden ook ondersteund door het Helmholtz-Gemeinschaft via het Helmholtz Young Investigator programma. Wij erkennen de Max-Planck-Gesellschaft, voor de financiering van de ontwikkeling en de initiële werking van het kamp eindstation binnen de Max Planck Advanced Study Group op CFEL en voor het verstrekken van deze apparatuur voor CAMP@FLASH. De installatie van CAMP@FLASH werd gedeeltelijk gefinancierd door subsidies 05K10KT2, 05K13KT2, 05K16KT3 en 05K10KTB van FSP-302 van de goedgekeurd

<ol><li>Feldhaus, J., Arthur, J., Hastings, J. B. <a target="_blank" href="https://www.slac.stanford.edu/pubs/slacpubs/12250/slac-pub-12342.pdf">X-ray free-electron lasers.</a> J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38, S799-S819 (2005).</li>
<li>Pellegrini, C. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1140/epjh/e2012-20064-5">The history of X-ray free electron lasers.</a> Eur. Phys. J. H. 37, 659-708 (2012).</li>
<li>Bostedt, C., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900208020172">Experiments at FLASH.</a> Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 601, 108-122 (2009).</li>
<li>Fang, L., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-4075/47/12/124006/meta">Probing ultrafast electronic and molecular dynamics with free-electron lasers.</a> J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47, 124006(2014).</li>
<li>Rudenko, A., Rolles, D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0368204815001553">Time-resolved studies with FELs.</a> J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 204, 228-236 (2015).</li>
<li>Bostedt, C., et al. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.88.015007">Linac Coherent Light Source: The first five years.</a> Rev. Mod. Phys. 88, 015007(2016).</li>
<li>Wernet, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orbital-specific+mapping+of+the+ligand+exchange+dynamics+of+Fe%28CO%295+in+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Orbital-specific mapping of the ligand exchange dynamics of Fe(CO)5 in solution.</a> Nature. 520, 78-81 (2015).</li>
<li>McFarland, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+X-ray+Auger+probing+of+photoexcited+molecular+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrafast X-ray Auger probing of photoexcited molecular dynamics.</a> Nat. Commun. 5, 4235(2014).</li>
<li>Erk, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+charge+transfer+in+iodomethane+upon+X-ray+photoabsorption%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Imaging charge transfer in iodomethane upon X-ray photoabsorption.</a> Science. 345, 288-291 (2014).</li>
<li>Boll, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge+transfer+in+dissociating+iodomethane+and+fluoromethane+molecules+ionized+by+intense+femtosecond+X-ray+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22Struc.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Charge transfer in dissociating iodomethane and fluoromethane molecules ionized by intense femtosecond X-ray pulses.</a> Struc. Dyn. 3, 043207(2016).</li>
<li>Amini, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photodissociation+of+aligned+CH3I+and+C6H3F2I+molecules+probed+with+time-resolved+coulomb+explosion+imaging+by+site-selective+XUV+ionization%5BTitle%5D)+AND+%22Struct.+Dyn%22%5BJournal%5D)">Photodissociation of aligned CH3I and C6H3F2I molecules probed with time-resolved coulomb explosion imaging by site-selective XUV ionization.</a> Struct. Dyn. 5, 014301(2018).</li>
<li>Savelyev, E., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/aa652d">Jitter-correction for IR/UV-XUV pump-probe experiments at the FLASH Free-Electron Laser.</a> New J. Phys. 19, 043009(2017).</li>
<li>Dell'Angela, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-Time+Observation+of+Surface+Bond+Breaking+with+an+X-ray+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Real-Time Observation of Surface Bond Breaking with an X-ray laser.</a> Science. 339, 1302-1305 (2013).</li>
<li>Öström, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+the+transition+state+region+in+catalytic+CO+oxidation+on+Ru%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Probing the transition state region in catalytic CO oxidation on Ru.</a> Science. 347, 978-982 (2015).</li>
<li>Ackermann, W., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nphoton.2007.76">Operation of a free-electron laser from the extreme ultraviolet to the water window.</a> Nat. Photonics. 1, 336-342 (2007).</li>
<li>Feldhaus, J. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-4075/43/19/194002/meta">FLASH-the first soft X-ray free electron laser (FEL) user facility.</a> J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43, 194002(2010).</li>
<li>Emma, P., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nphoton.2010.176">First lasing and operation of an Angstrom-wavelength free-electron laser.</a> Nat. Photonics. 4, 641-647 (2010).</li>
<li>Krikunova, M., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/11/12/123019">Time-resolved ion spectrometry on xenon with the jitter-compensated soft X-ray pulses of a free-electron laser.</a> New J. Phys. 11, 123019(2009).</li>
<li>Johnsson, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+two-color+pump-probe+setup+at+FLASH+using+a+velocity+map+imaging+spectrometer%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Characterization of a two-color pump-probe setup at FLASH using a velocity map imaging spectrometer.</a> Opt. Lett. 35, 4163-4165 (2010).</li>
<li>Glownia, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+pump-probe+experiments+at+the+LCLS%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Time-resolved pump-probe experiments at the LCLS.</a> Opt. Express. 18, 17620-17630 (2010).</li>
<li>Schulz, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+all-optical+synchronization+of+an+X-ray+free-electron+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Femtosecond all-optical synchronization of an X-ray free-electron laser.</a> Nat. Commun. 6, 5938(2015).</li>
<li>Strüder, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900209023900">Large-format, high-speed, X-ray pnCCDs combined with electron and ion imaging spectrometers in a multipurpose chamber for experiments at 4th generation light sources.</a> Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 614, 483-496 (2010).</li>
<li>Löhl, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+Bunch+Timing+with+Femtosecond+Precision+in+a+Superconducting+Free-Electron+Laser%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Electron Bunch Timing with Femtosecond Precision in a Superconducting Free-Electron Laser.</a> Phys. Rev. Lett. 104, 144801(2010).</li>
<li>Czwalinna, M. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22%28+%29%22">Dissertation (PhD Thesis)</a>. , Universität Hamburg. (2012).</li>
<li>Schorb, S., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.3695163">X-ray-optical cross correlator for gas-phase experiments at the LCLS free-electron laser.</a> Appl. Phys. Lett. 100, 121107(2012).</li>
<li>Beye, M., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3695164">X-ray pulse preserving single-shot optical cross-correlation method for improved experimental temporal resolution.</a> Appl. Phys. Lett. 100, 121108(2012).</li>
<li>Bionta, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+encoding+method+for+measuring+the+relative+arrival+time+between+x+ray%2Foptical+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Spectral encoding method for measuring the relative arrival time between x ray/optical pulses.</a> Rev. Sci. Instrum. 85, 083116(2014).</li>
<li>Redlin, H., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900210021935">The FLASH pump-probe laser system: Setup, characterization and optical beamlines.</a> Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 635, S88-S93 (2011).</li>
<li>Rolles, D., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-4075/47/12/124035/meta">Femtosecond x-ray photoelectron diffraction on gas-phase dibromobenzene molecules.</a> J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47, 124035(2014).</li>
<li>Maltezopoulos, T., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/10/3/033026/meta">Single-shot timing measurement of extreme-ultraviolet free-electron laser pulses.</a> New J. Phys. 10, 033026(2008).</li>
<li>Meyer, M., et al. <a target="_blank" href="http://photon-science.desy.de/research/research_highlights/archive/two_color_photoionization_in_xuv_free_electron_and_visible_laser_fields/index_eng.html">Two-color photoionization in XUV free-electron and visible laser fields.</a> Phys. Rev. A. 74, 011401(2006).</li>
<li>Radcliffe, P., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900207019699">An experiment for two-color photoionization using high intensity extreme-UV free electron and near-IR laser pulses.</a> Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 583, 516-525 (2007).</li>
<li>Gagnon, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+X-ray-driven+femtosecond+molecular+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Soft X-ray-driven femtosecond molecular dynamics.</a> Science. 317, 1374-1378 (2007).</li>
<li>Wernet, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+evolution+of+the+valence+electronic+structure+in+a+dissociating+molecule%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Real-time evolution of the valence electronic structure in a dissociating molecule.</a> Phys. Rev. Lett. 103, 013001(2009).</li>
<li>Calegari, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+electron+dynamics+in+phenylalanine+initiated+by+attosecond+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ultrafast electron dynamics in phenylalanine initiated by attosecond pulses.</a> Science. 346, 336-339 (2014).</li>
</ol>

De auteurs verklaren geen concurrerende belangen.

Vanwege de complexiteit van de experimentele opstellingen, pomp-sonde experimenten met gratis-elektron lasers vereist een hoog niveau van deskundigheid en ervaring en moet zeer zorgvuldige voorbereiding en gedetailleerde discussies met de wetenschappelijke teams die functioneren de gratis-elektron laser, de optische laser en de einde-station, zowel vóór als tijdens het experiment. Tijdens het uitvoeren van de werkelijke experiment, precieze bepaling van ruimtelijke en temporele overlapping en dicht toezicht op alle diagnostiek en timing systemen, zoals beschreven in dit protocol, zijn essentieel.
Merk op dat de meeste van de hier beschreven methoden zijn alleen van toepassing voor een specifieke foton energiebereik van de FEL aangezien ze vertrouwen op effecten die sterk afhankelijk zijn van de energie van het foton. Bijvoorbeeld, de bepaling van de "ruwe" temporele overlapping met behulp van verstrooide licht gericht op een fotodiode bleek goed te werken voor photon energieën tot ~ 250 eV. Bij hogere photon energieën wordt het signaal gegenereerd door de FEL pulsen zo klein dat het moeilijk op te sporen. In dat geval is een open SMA kabel die kan worden gebracht zeer dicht (minder dan een millimeter) naar of zelfs in het FEL licht bleek te produceren een meer betrouwbaar signaal voor het uitvoeren van de procedure die wordt beschreven in stap 3.1) van het protocol. Ook de beste doelstelling voor het bepalen van de "fine" timing, beschreven in stap 3.2), is sterk afhankelijk van de energie van het foton. Voor FEL pulsen in de XUV en zachte X-ray regio boven 65.7 eV en ~ 57 eV foton-energie (overeenkomend met de 4d ionisatie drempels in xenon en CH3I, respectievelijk), Xe en CH3ik bleken te zijn van passende doelstellingen voor de procedure beschreven in stap 3.2. De methode met behulp van CH3ik werd gevonden om te werken voor photon energieën tot 2 keV (waarboven het heeft nog niet getest), terwijl de methode met behulp van Xe is getest tot 250 eV. Bij photon energieën onder 50 eV kunnen de band verzachten proces in H2 gebruikte19. Bij photon energieën boven 400 eV is een soortgelijk proces in N2 ook geschikt20. Alternatieve benaderingen betrekken de verandering in de reflectiviteit van een solide monster25,26,30 of de vorming van kant bands in de photoelectron spectrum31,32.
Met het oog op de beste temporele resolutie, het is noodzakelijk voor het sorteren van de experimentele gegevens op basis van shot-door-shot in de data-analyse om te compenseren voor de aankomst tijd jitter tussen de FEL en de optische laserpulsen, zoals beschreven in stap 5. Echter, de kwaliteit van de gegevens van de pomp-sonde en, in het bijzonder, de haalbare temporele resolutie, sterk hangt af van de prestaties van de FEL tijdens het experiment en de duur van de pols van de optische laserpulsen en de FEL pulsen die kunnen worden verstrekt gedurende die tijd. Voor de voorbeeldige gegevens die hier worden weergegeven, de impulstijd van de UV-pulsen werd geschat op 150 fs (FWHM) en de impulstijd FEL werd geschat op 120 fs (FWHM). Hoewel de totale aankomst tijd-jitter van ongeveer 90 fs (rms) voordat de jitter-correctie kan worden teruggebracht tot ongeveer 27 fs (rms) met behulp van de procedure hier12, de daaruit voortvloeiende verbetering van de totale temporele resolutie van beschreven de experiment was vrij klein vanwege de relatief lange puls-duur van de FEL en de optische laser. Beide kunnen, echter aanzienlijk worden verminderd, in welk geval de gevolgen van de jitter correctie regeling belangrijker zal worden. Bijvoorbeeld, wordt een nieuwe optische laser geïnstalleerd op de flitser die een impulstijd (in het nabij-infrarood hebben zal) onder 15 fs, terwijl nieuwe FEL operatie modi worden ook getest en die kan produceren FEL pulsen met een puls duur van een paar femtosecondes of zelfs hieronder. Deze ontwikkelingen kan snel pomp-sonde experimenten FEL en optische laserpulsen te combineren met een algehele temporele resolutie van slechts enkele tientallen femtosecondes.
Terwijl de toegenomen beschikbaarheid van korte en intense XUV en X-ray pulsen geproduceerd door FELs heeft geleid tot een aantal NIR/UV - XUV pomp-sonde experimenten zoals hier beschreven, vergelijkbaar pomp-sonde experimenten kunnen ook worden uitgevoerd met hoge harmonische generatie (HHG) bronnen33,34,35. De belangrijkste beperking van de FEL gebaseerde experimenten is meestal de haalbare temporele resolutie, die fundamenteel beperkt door de synchronisatie tussen de FEL en de optische laser of de precisie is waarmee de relatieve timing tussen de pomp en de sonde pulsen kunnen worden gemeten. Dit is niet het geval voor een HHG gebaseerde pomp-sonde experimenteren, waar de XUV en NIR pulsen zijn intrinsiek gesynchroniseerd met sub cyclus precisie en die kunnen dus, in het algemeen, hebben een veel hogere temporele resolutie. Het grote voordeel van de FEL gebaseerde experimenten, aan de andere kant, is de verschillende ordes van grootte hoger foton fluentie, waarmee experimenten, bijvoorbeeld., verder verdunnen van de doelen die zijn niet haalbaar met de huidige HHG bronnen, vooral bij hogere photon energieën in het zachte X-ray-regime. Voor de nabije toekomst, zal pomp-sonde experimenten met FELs en HHG daarom blijven aanvullen, met enige overlap in de regio van de XUV waar allebei kunnen worden gebruikt voor soortgelijke onderzoeken. Enkele van de stappen voor het uitvoeren van deze experimenten ook vergelijkbaar zijn, en sommige van de hier beschreven methoden kan daarom ook worden toegepast voor HHG gebaseerde pomp-sonde experimenten.

De beschikbaarheid van korte en intense extreem ultraviolet (XUV) en X-ray pulsen van gratis-elektron lasers (FELs)1,2 heeft opengesteld van nieuwe mogelijkheden voor femtoseconde pomp-sonde experimenten exploitatie van de site - en element-het specifieke karakter van de inner-shell foto-absorptie proces3,4,5,6. Dergelijke experimenten kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld, onderzoeken van moleculaire dynamica en overdracht te laden verwerkt in vloeistoffen7 en gasfase moleculen8,9,10,11 , 12, en voor real-time waarnemingen van katalytische reacties en ultrasnelle chemie13,14 met een temporele resolutie van 100 femtosecondes of hieronder oppervlakte. Als de pomp-sonde experiment is uitgevoerd door het combineren van een laser gesynchroniseerde optische femtoseconde met de FEL, vermeld dat was het geval in alle voorbeelden hierboven, de intrinsieke aankomsttijd jitter tussen de optische laser en de FEL pulsen moet worden gemeten op basis van de shot-door-shot en gecorrigeerd voor in de data-analyse met het oog op de best mogelijke temporele resolutie.
Binnen een grote samenwerking, hebben verschillende pomp-sonde experimenten combineren optische lasers met een gratis-elektron laser onlangs uitgevoerde9,10,11,12, zowel op de FLASH XUV FEL15 ,16 en de LCLS X-ray FEL17 faciliteiten, en een experimenteel protocol voor het uitvoeren en analyseren van deze experimenten heeft ontwikkeld, die wordt gepresenteerd in de volgende. De methode wordt gedemonstreerd voor een voorbeeldige experiment uitgevoerd op de FLASH gratis-elektron laser om ultrasnelle Fotochemie in gasfase moleculen te bestuderen door middel van snelheid kaart ion imaging11,12. Echter de meeste van de strategieën gelden ook voor soortgelijke pomp-sonde experimenten met behulp van andere doelen of andere experimentele technieken en kan ook worden aangepast aan andere FEL faciliteiten. Terwijl sommige van de afzonderlijke stappen hier gepresenteerd of variaties daarvan reeds in de literatuur18,19,20 besproken zijn, bevat dit protocol een uitgebreide beschrijving van de belangrijkste stappen, waaronder enkele die van de meest recente technische verbeteringen profiteren in de synchronisatie en in de timing diagnostiek, die hebben aanzienlijk verbeterd de stabiliteit en de temporele resolutie voor pomp-sonde experimenten12, 21.
Het volgende protocol wordt ervan uitgegaan dat een pomp-sonde-eindstation, zoals het kamp instrument FLASH22, voorzien van een ion time-of-flight, een ion momentum imaging of een snelheid kaart imaging (VMI) ion spectrometer; een uitbundig of supersonische jet van gas; en een gesynchroniseerde ' nabij-infrarood (NIR) of ultraviolet (UV) femtoseconde laser, waarvan pulsen overlappen kunnen collinearly of in de buurt van-collinearly met de vrije-elektronen laserstraal, zoals in Figuur 1schematisch geschetst. Bovendien, een passende suite van diagnose tools zoals een verwisselbare beam-scherm (bv. een peddel bekleed met Ce:YAG poeder of een dunne Ce:YAG kristal) in de interactie-regio, een snelle fotodiode gevoelig voor zowel laser als FEL pulsen en een bos aankomsttijd monitor (BAM)23,24 , of artikel "timing tool"25,26,27 zijn vereist, die allemaal zijn meestal geïntegreerd in de pomp-sonde-eindstation of worden geleverd door de FEL faciliteit, als vóór het experiment aangevraagd. Tot slot, de shot-door-shot jitter correctie wordt ervan uitgegaan dat de experimentele gegevens opgenomen en toegankelijk op basis van de shot-door-shot en gekoppelde naar de maten van de shot-door-shot van de bos aankomsttijd tijd-jitter met behulp van een unieke "bunch ID" of door een andere gelijkwaardige regeling.
Op FLASH zijn de specifieke systemen die cruciaal voor de pomp-sonde experimenten zijn:
<ul><li>De actieve, all-optische feedback en het stabilisatiesysteem van de laser van de pomp-sonde naar de meester laser oscillator, waaronder een evenwichtige optische cross-correlator die de pomp-sonde van oscillator laservermogen aan de meester laser oscillator stabiliseert, en een Kruis-correlator ("drift correlator") om te corrigeren voor langzame driften van de laser versterker met betrekking tot de oscillator-21.</li>
	<li>De bos-aankomsttijd monitoren (BAMs) die de schot-voor-schot variaties in de aankomsttijd van de elektron-bos op verschillende posities in het gaspedaal met betrekking tot de kapitein meten laser oscillator23,24. Ze kunnen worden gebruikt voor een actieve-feedback lus te stabiliseren van de timing van het elektron trossen met betrekking tot de meester laser oscillator, waardoor langzaam drijft in de aankomsttijd. Bovendien, de BAM gelegen gesloten om het experiment (BAM 4DBC3) kan worden gebruikt voor een schot-voor-schot jitter-correctie in de data-analyse, die beschreven in stap 5.1 van het experimentele protocol is.</li>
	<li>De pomp-sonde laser streak camera, welke maatregelen de relatieve timing tussen de pomp-sonde laser output en de straling van de dipool gegenereerd door het elektron bos aan het einde van de versneller voordat het wordt geleid in de lichtbundel dump28.</li>
	<li>De focus camera, die beelden de "virtuele" laser focus met behulp van het deel van de laserstraal die door de laatste draaien spiegel achter de focus lekt lens om de hoofdvijanden controleren traag ruimtelijke driften van de optische laser.</li>
</ul>Vergelijkbare systemen zijn beschikbaar op andere FEL faciliteiten en zijn van cruciaal belang voor het uitvoeren van een experiment betrouwbare pomp-sonde.

<table><tbody><tr><td>Xenon</td><td>Linde</td><td></td><td>minican</td></tr><tr><td>CH3I (methyl jodide)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>67692</td><td>of een andere geschikte steekproef</td></tr><tr><td>FEL-pomp-probe-endstation</td><td>CAMP@FLASH of LAMP@LCLS</td><td></td><td>of een vergelijkbaar eindstation in een andere FEL-faciliteit</td></tr><tr><td>snelle XUV-fotodiode</td><td>Opto Diode Corp.</td><td>AXUVHS11</td><td></td></tr><tr><td>bias T</td><td>Tektronix</td><td>PSPL5575A</td><td></td></tr><tr><td>snelle ( &ge;2 GHz) oscilloscoop</td><td>LeCroy WaveMaster</td><td>8600A</td><td></td></tr></tbody></table>

een experimenteel protocol voor femtoseconde nir/uv - xuv pomp-probe experimenten met gratis-elektron lasers

An Experimental Protocol for Femtosecond NIR/UV - XUV Pump-Probe Experiments with Free-Electron Lasers

Dit protocol beschrijft belangrijke stappen in het uitvoeren en analyseren van femtoseconde pomp-sonde experimenten die een femtoseconde optische laser met een gratis-elektron-laser combineren. Dit omvat methoden om vast te stellen dat de ruimtelijke en temporele overlappen tussen de optische en gratis-elektron laserpulsen tijdens het experiment, evenals de belangrijke aspecten van de data-analyse, zoals correcties voor aankomst tijd jitter, die nodig zijn om het verkrijgen van kwalitatief hoogwaardige pomp-sonde datasets met de best mogelijke temporele resolutie. Deze methoden worden gedemonstreerd voor een voorbeeldige experiment uitgevoerd bij de flitser (vrije-elektron LASer Hamburg) gratis-elektron laser om ultrasnelle Fotochemie in gasfase moleculen te bestuderen door middel van snelheid kaart ion imaging. De meeste van de strategieën gelden echter ook voor soortgelijke pomp-sonde experimenten met behulp van andere doelen of andere experimentele technieken.

Als het FEL en de optische laserpulsen ruimtelijk overlappende in de regio van de interactie van de ion-spectrometer, temporele overlapping, dwz., de vertragingswaarde T0, waartegen FEL en laser pulsen precies op hetzelfde moment komen, kan worden gevonden door het variëren van de vertraging tussen FEL en NIR pulsen en door het analyseren van de verhouding van de Xe2 + Xe3 + ion opleveren als een functie van vertraging, zoals uiteengezet in punt 3.2.1. Wanneer de puls van de NIR aankomt na de FEL pols (die dient te beschikken over een foton-energie van 67.5 eV of hoger), de Xe3 + ion opbrengst is toegenomen als gevolg van na ionisatie van opgewonden, metastabiele Xe2 + ion die worden gemaakt tijdens het verval Auger proces na de Xe (4d) inner-shell ionisatie18, zoals weergegeven in Figuur 2. Uitzetten van de verhouding van de Xe2 + Xe3 + ion opleveren als een functie van vertraging levert dus een stap-functie, die op de exacte waarde van T0uitpakken kan worden gemonteerd.
Een soortgelijke stap-functie kan worden verkregen door het variëren van de vertraging tussen FEL en laser pulsen en door het analyseren van de ion time-of-flight sporen of ion momentum beelden van zeer geladen jodium ionen, zoals ik3 + of ik4 +, gemaakt in de ionisatie voor CH3 I, zoals hierboven uitgelegd in stap 3.2.2). In dit geval zal een lage-energie-bijdrage verschijnen als een extra piek in midden van de zeer geladen jodium pieken in het spectrum van de time-of-flight of als een heldere vlek in het midden van de bijbehorende beelden van de dynamiek, zoals afgebeeld in Figuur 3. De lage-energie-ionen worden gemaakt wanneer de CH-3ik moleculen zijn eerst los gezien door de laser pols en het ion-fragment is vervolgens na geïoniseerd door de FEL pulse9,10. Deze methode kan worden gebruikt als NIR of UV pulsen worden gebruikt voor de pomp-sonde experiment, zolang de FEL foton-energie is hoger dan 57 eV, oftewel de jodium 4d inner-shell ionisatie drempel in CH3ik.
Om correct is voor de jitter in de relatieve aankomsttijd van de FEL pulsen met betrekking tot de laserpulsen, de shot-door-shot opgenomen door het bos aankomsttijd monitor (BAM), weergegeven in Figuur 4, kunnen gegevens worden gebruikt voor het sorteren van de gegevens opgenomen pomp-sonde in de Na analyse, zoals uiteengezet in punt 5. Dit meestal verbetert de temporele resolutie en de algehele kwaliteit van de gegevens van de pomp-sonde aanzienlijk, zoals weergegeven in Figuur 4 en, meer in detail, in Savelyev et al. 201712.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57055/57055fig1.jpg"> Figuur 1: experimentele opzet. Schets van de experimentele opstelling voor een experiment van de UV-pomp XUV-sonde op gasfase moleculen. De UV (266 nm) laserstraal wordt geproduceerd als de derde harmonische van een 800-nm Titanium: Sapphire (Ti:Sa) bundel met behulp van Beta Barium boraat (BBO) kristallen en gecomprimeerd met behulp van een prisma-compressor. Het is collinearly overlapt met de XUV FEL lichtbundel met een geboorde spiegel en gericht binnen een straal van de supersonische gas in het midden van een dubbelzijdige snelheid kaart beeldvormende spectrometer22,29. Ion en elektron momentum distributies zijn opgenomen in de tegenovergestelde einden van de spectrometer met behulp van een MCP/fosfor scherm vergadering gevolgd door een CCD-camera. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57055/57055fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57055/57055fig2.jpg"> Figuur 2: vertraging-afhankelijkheid van de opbrengst van de ion Xe. XE ion time-of-flight spectrum (ontkoppelde MCP signaal opgenomen door een snelle digitizer) op 83 eV foton-energie en met de NIR laser pulsen aankomende 1 µs vóór (boven, zwarte sporen) en na (bodem, rode trace) de FEL pulsen. De verandering in de Xe2 + Xe3 + ratio is duidelijk zichtbaar. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57055/57055fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57055/57055fig3.jpg"> Figuur 3: vertraging-afhankelijkheid van de jodium ion opbrengst en dynamiek. (A) Zoom-in op de I4 + piek in het spectrum van de time-of-flight ion van CH3ik heb opgenomen op 727 eV foton-energie en met de UV-laserpulsen aankomst vóór (rode lijn) en na (zwarte lijn) de FEL pulsen. De blauwe en groene lijn, respectievelijk, Toon het time-of-flight spectrum voor FEL en UV-laser impuls alleen. Dit cijfer is gewijzigd van Boll et al. 201610. (B) Ion momentum afbeelding van I3 + ionen van CH3ik heb op 107 eV foton-energie en met de UV opgenomen-laser pulsen aankomst vóór de FEL pulsen. (C) hetzelfde als (B), maar met de UV-pulsen aankomst na de FEL pulsen. De kleurenschaal in (B) en (C) toont de ion-opbrengst in willekeurige eenheden. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57055/57055fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57055/57055fig4.jpg"> Figuur 4: relatieve aankomst tijd jitter van de FEL pulsen met betrekking tot de optische laserpulsen. (A) Shot-door-stoot bos aankomsttijd monitor (BAM) gegevens voor alle FEL shots opgenomen tijdens een voorbeeldige vertraging scan. De referentiewaarde BAM0 werd ingesteld op de gemiddelde waarde van de BAM voor deze scan. (B) Ion opbrengst van lage kinetische energie ik3 + ionen geproduceerd in een UV-XUV pomp-sonde experiment op difluoroiodobenzene vóór correctie van de schot-voor-schot aankomst-jitter. De rode lijn geeft dat een kleinste-kwadraten van een cumulatieve verdelingsfunctie (Gauss errorfunctie) aan de experimentele gegevens. De fit parameter σ is een maat voor de totale temporele resolutie van de pomp-sonde-experiment. (C) dezelfde als in (B) , maar met de single-shot beelden toevlucht in nieuwe vertraging opslaglocaties met behulp van de gegevens van de BAM. De foutbalken vertegenwoordigen één standaarddeviatie. Figuur aangepast van Savelyev et al. 201712. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57055/57055fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Dit protocol beschrijft de belangrijkste stappen voor het uitvoeren en analyseren van pomp-sonde experimenten combineren een femtoseconde optische laser met een laser gratis-elektron om ultrasnelle photochemische reacties in de gasfase moleculen te bestuderen.

Een experimenteel Protocol voor femtoseconde NIR/UV - XUV pomp-Probe experimenten met gratis-elektron Lasers

This protocol describes key steps in performing and analyzing femtosecond pump-probe experiments that combine a femtosecond optical laser with a ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in de natuurkunde en chemie, zoals welke bindingen eerst worden verbroken of hoe atomen en elektronen herschikken tijdens een chemische reactie. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de extreme ultraviolette straling van een Free-Electron Laser of FEL kan fungeren als een site-specifieke sonde omdat het alleen specifieke atomen in een molecuul ioniseert. Leren om ruimtelijke en tijdelijke overlap tussen de FEL en optische laserstralen te bereiken profiteert van visuele demonstratie, omdat zeer specifieke diagnostiek worden gebruikt en de effecten subtiel kunnen zijn.Het aantonen van deze procedure zal Demitrios Rompotis, fysicus bij de FLASH Free-Electron Laser bij DESY. Controleer eerst of de ionendetector, de elektronendetector en het hoogspanningsvermogen voor de ionenspectrometerelektroden zijn uitgeschakeld. Sluit de FEL- en optische laserluiken met behulp van de instrumentsoftware.Configureer de filters en verzwakters die in de bundellijn zijn geïnstalleerd, zodat de FEL-pulsenergie en de optische laserkracht tot minder dan 1% transmissie worden gereduceerd. Plaats vervolgens het cerium YAG-straalweergavescherm in het interactiegebied. Open de FEL-sluiter en bekijk het scherm via een CCD-camera.Als de straalvlek niet op het scherm kan worden gedetecteerd, verhoogt u de lichtintensiteit enigszins. Zodra de balk spot is gelokaliseerd, markeer de FEL beam positie als een regio van belang in de camera data acquisition software. Open vervolgens de optische lasersluiter en sluit de FEL-sluiter.Pas de stuurspiegels aan om de optische laserstraal uit te lijnen met de gemarkeerde FEL-straalpositie. Herhaal dit straalblokkeringsproces om de ruimtelijke overlap te verfijnen en om te controleren of de overlap stabiel is. Zodra de balken zijn uitgelijnd, verwijdert u het weergavescherm van de bundel.Zet de detectoren en de spectrometer elektrode kracht. Zorg ervoor dat een snelle fotodiode aangesloten op een snelle oscilloscoop loodrecht op de FEL-balk is geïnstalleerd, samen met een beweegbaar gaas om een kleine hoeveelheid verspreide fotonen naar de diode af te leiden. Verlaag de FEL pulsenergie en de optische laserkracht tot 1% transmissie.Sluit vervolgens de FEL en optische laserluiken. Plaats het verstrooiingsgaas in de bundel. Pas de mesh positie, de FEL puls energie, en de optische laser kracht, zodat elke individuele straal produceert een duidelijk signaal en beide signalen hebben dezelfde hoogte.Sluit vervolgens de optische lasersluiter. Configureer de snelle oscilloscoop om de fijnste beschikbare tijdbasis te gebruiken en ongeveer 100 gemiddelden voor een spoor te verzamelen. Neem alleen een referentiespoor van de FEL-balk op.Sluit vervolgens de FEL-sluiter en open de optische lasersluiter. Vergelijk het spoor van de optische laser met het FEL referentiespoor. Verschuif vervolgens de optische laserpuls aankomsttijd, zodat het begin van het optische lasersignaal precies overeenkomt met het begin van het FEL-signaal.Herhaal de bundel blokkeren en signaal begin vergelijking om te bevestigen dat de FEL en optische laser pulsen zijn precies uitgelijnd. Let op de tijd dat de FEL en optische laserpulsen elkaar overlappen als de eerste schatting van T0. Om te beginnen met finetunen T0, dempen de FEL en de optische laser in voldoende mate om te voorkomen dat beschadiging van de ionen en elektronen detectoren wanneer xenon gas wordt geïntroduceerd in het systeem. Zorg ervoor dat de spectrometer zich in de vluchtmodus bevindt.Breng vervolgens xenongas in de kamer, hetzij via de gasstraal of door xenongas via een naaldklep in de geëvacueerde kamer toe te staan. Als de laatstgenoemde methode wordt gebruikt, bereik een kamerdruk tussen één keer 10 aan negatieve zeven en één keer 10 aan negatieve zes millibars. Neem een xenon-iontijd van het vluchtspectrum op.Sluit vervolgens de FEL-sluiter en pas de FEL-pulsenergie aan, zodat xenon twee plus en xenon drie plus tot de sterkste xenon-geladen toestanden in het tijdsspectrum behoren en hogere xenon-geladen toestanden zoveel mogelijk worden onderdrukt. Sluit vervolgens de FEL-sluiter en open de optische lasersluiter. Pas de optische laserkracht zo aan dat de laserpulsen voornamelijk xenon plus produceren met slechts een kleine hoeveelheid xenon twee plus.Open de FEL-sluiter wanneer de afstelling is voltooid. Op basis van de eerder bepaalde ruwe T0 waarde, stel de FEL en optische laser puls timing om de optische laser pulsen komen ongeveer 200 picoseconden voor de FEL pulsen. Verwerf een xenon-iontijd van het vluchtspectrum en bepaal de verhouding van xenon twee plus tot xenon drie plus van de piekgebieden.Dan configureren van de lasers zodanig dat de optische laser pulsen komen ongeveer 200 picoseconden na de FEL pulsen. Verwerf een andere tijd van de vlucht spectrum en bepalen van de verhouding van xenon twee plus xenon drie plus. Controleer of het xenon drie plussignaal aanzienlijk sterker is in dit spectrum dan in het vorige spectrum.Soms is het verschil tussen laser vroeg en laser laat in het xenon signaal is zeer klein als gevolg van onvoldoende ruimtelijke overlapping. In een dergelijk geval moet men de procedure van ruimtelijke overlapping herhalen om een groot verschil in de twee signalen te bereiken. Stel de lasertiming in op de helft tussen de vorige twee waarden en verwerf een andere tijd van vluchtspectrum.Vergelijk de verhouding van xenon twee plus tot xenon drie plus om te bepalen of de optische laserpulsen aankomen voor of na de FEL pulsen. Als de optische laserpulsen aankomen voor de FEL pulsen, stel de timing halverwege tussen de huidige waarde en de waarde waartegen de optische laserpulsen aangekomen 200 picoseconden na de FEL pulsen. Verwerf een andere tijd van de vlucht spectrum en onderzoeken de verhouding van xenon twee plus xenon drie plus.Doorgaan met het aanpassen van de laser puls timing tot T0 is benaderd met een precisie van beter dan 500 femtoseconden. Vervolgens het opzetten van een vertraging scan over een regio van plus of min een picosecond rond de geschatte positie van T0 in stappen van niet meer dan 50 femtoseconden. Verwerf een tijd van vlucht spectrum en bepalen van de verhouding van xenon twee plus xenon drie plus voor elke stap.Plot deze verhoudingen met betrekking tot de vertragingstijden, ontlen een stapfunctie en bereken het midden van de stapfunctie om de exacte temporele positie van T0 te verkrijgen. Xenon ion tijd van de vlucht spectroscopie kan worden gebruikt om te bepalen of een 800 nanometer in de buurt van IR puls aangekomen in een xenon gas doel voor of na een FEL puls met een foton energie van ten minste 67,5 elektronenvolt. Post-ionisatie van opgewonden metastable xenon twee plus opgetreden toen de bijna-IR puls aangekomen na de FEL puls het verhogen van de xenon drie plus opbrengst. Het uitzetten van de verhouding van xenon twee plus tot xenon drie plus als functie van vertragingstijd zorgde voor een stapfunctie waaruit T0 kon worden bepaald.Jodium ion momentum beelden werden ook gebruikt om T0 te bepalen met een foton energie van ten minste 57 elektronenvolts. Een lage energiebijdrage was alleen zichtbaar als een piek toen de UV-puls voor de FEL-puls arriveerde. T0 werd gewonnen uit een perceel van de spike ion opbrengst als een functie van vertraging tijd.Shot-by-shot gegevens opgenomen door een Bunch Arrival Time Monitor werd gebruikt om te corrigeren voor de jitter in de relatieve aankomsttijd van de FEL pulsen met betrekking tot de optische laser pulsen. Dit veroorzaakte een merkbare verbetering van de gegevenskwaliteit in het bijzonder in de tijdelijke resolutie. Eenmaal onder de knie, de vaststelling van de temporele en ruimtelijke overlap tussen de optische laserpulsen en de FEL kan worden gedaan in ongeveer twee tot drie uur, terwijl de pomp sonde meting die volgt duurt meestal enkele dagen.Hoewel deze procedure is ontwikkeld voor atomen en moleculen in de gasfase, kan het ook worden toegepast op andere monsters zoals nanodeeltjes of vloeistoffen en vaste stoffen. Vergeet niet dat het werken met krachtige femtoseconde lasers zeer gevaarlijk kan zijn. Specifieke veiligheidstraining is verplicht.En wanneer u met krachtige lasers werkt, draagt u altijd uw beschermende laserveiligheidsbril.

an-experimental-protocol-for-femtosecond-niruv-xuv-pump-probe

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Belangrijke stappen van eiwitfunctie, met name conformationele veranderingen in de ruggengraat en protonoverdrachtreacties, vinden vaak plaats op de microseconden tot milliseconden tijdschaal. Deze dynamische processen kunnen worden bestudeerd door middel van tijdopgeloste step-scan Fourier-transform infraroodspectroscopie, met name voor eiwitten waarvan de functie wordt geactiveerd door licht.

Proton Transfer en eiwitconformatie Dynamiek in lichtgevoelige eiwitten door Tijdsgeresolveerde Step-scan Fourier-Transform Infrared Spectroscopy

We presenteren een protocol voor het creëren van een realtime film van een moleculair rotatiegolfpakket met behulp van een hoogwaardige Coulomb-explosie-beeldvormingsopstelling.

Direct Imaging van Laser-driven Ultrasnelle Moleculaire Rotation

Beschrijven we de bouw van een snelle continuous-wave-gestimuleerd-Brillouin-verstrooiing (CW-SBS) spectrometer. De spectrometer heeft één-frequentie-diodelasers en een atomaire damp inkeping-filter te verwerven transmissie spectra van troebel/niet-troebel monsters met hoge spectrale resolutie bij snelheden tot 100-fold sneller dan die van bestaande CW-SBS spectrometers. Deze verbetering maakt een snelle Brillouin materiële analyse.<br...

High-Speed Continuous-wave gestimuleerd Brillouin verstrooiing Spectrometer voor materiaal analyse

We beschrijven een experiment dat is ontworpen om de elektronische schade veroorzaakte in nanokristallen van Buckminsterfullerene (C-60) sonde door intens, femtoseconde pulsen van x-stralen. Het experiment vond dat verrassend, in plaats van stochastische, de X-ray elektron dynamiek in C60 zijn sterk gecorreleerd geïnduceerde, ruimtelijk honderden eenheid cellen binnen de kristallen1.

Metingen van luchtverontreiniging over lange afstand elektronische correlaties tijdens femtoseconde diffractie experimenten uitgevoerd op nanokristallen van Buckminsterfullerene

Hier combineren we polarisatie-variabele 7-eV laser met draai - en hoek-opgelost photoemission techniek voor het visualiseren van het effect van de rotatie-orbitaal koppeling in stevige staten.

Experimentele methoden voor Spin - en hoek-opgelost Photoemission spectroscopie gecombineerd met polarisatie-variabele Laser

Femtoseconde van de hoge intensiteit pulsen van laserlicht kunnen ondergaan cycli van Kerr zelf gericht en plasma defocusing, teeltmateriaal van een intens sub-millimeter-diameter lichtbundel over lange afstanden. Beschrijven we een techniek voor het genereren en het gebruik van deze gloeidraden voor het uitvoeren van externe imaging en sensing buiten de grenzen van de klassieke diffractie van lineaire optica.

Femtoseconde Laser filamenten voor gebruik in Sub-Diffraction-Limited Imaging en Remote Sensing

Presenteren we een protocol voor indringende ultrasnelle vibrationele samenhangen in polyatomisch radicale caties die in moleculaire dissociatie resulteren.

Meting van de ultrasnelle vibrationele samenhangen in polyatomisch radicale caties met sterke-veld adiabatische ionisatie

Strak gerichte femtosecondelaser laser kan precieze stimulatie naar cellen leveren door te worden gekoppeld aan een confocale microscopie die de real-time observatie en foto stimulatie mogelijk maakt. De foto stimulatie kan celmoleculaire gebeurtenissen activeren, waaronder ERK-signalerings traject en mitochondriale flitsen van reactieve zuurstof soorten.

Photostimulatie door Femtosecond Laser activeert extracellulaire-Signal-gereguleerde kinase (ERK) signalering of mitochondriale gebeurtenissen in doelcellen

Een methode wordt gepresenteerd voor het bouwen van een aangepaste lage kosten, modus-vergrendelde femtosecondelaser Fiber laser voor potentiële toepassingen in multiphoton microscopie, endoscopie, en photomedicine. Deze laser is gebouwd met behulp van commercieel verkrijgbare onderdelen en elementaire splicing technieken.

Goedkope Custom fabricage en modus-vergrendelde werking van een all-Normal-dispersie Femtosecond Fiber laser voor Multiphoton microscopie

Details van signaalgeneratie en -optimalisatie, meting, gegevensverwerving en gegevensverwerking voor een femtotweede time-resolved near-IR gestimuleerde Raman spectrometer worden beschreven. Een nabij infrarood gestimuleerde Raman studie over de opgewonden-staat dynamiek van β-caroteen in tolueen wordt getoond als een representatieve toepassing.

Ultrasnelle time-resolved Near-IR Stimulated Raman Metingen van Functionele π-conjugaat Systemen

Leer femtoseconde pomp-probe-experimenten met een optische laser en een vrije-elektronenlaser voor het bestuderen van ultrasnelle fotochemische reacties in gasfase-moleculen. Deze methode helpt onderzoekers om de volgorde van bindingsbreuk en atomaire herordening in realtime te observeren.

Een experimenteel Protocol voor femtoseconde NIR/UV - XUV pomp-Probe experimenten met gratis-elektron Lasers

Meer video's verkennen