Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Ultraszybkie, czasowo-rozdzielcze, stymulowane bliską podczerwienią pomiary ramanowskie funkcjonalnych układów π-sprzężonych

6.3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/60437

⸱

10 lutego 2020

 , 
1Department of Chemistry, Faculty of Science, Gakushuin University

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Opisano szczegóły generowania i optymalizacji sygnału, pomiaru, akwizycji danych i obsługi danych dla femtosekundowego, czasowo rozdzielczego, stymulowanego spektrometrem Ramana w bliskiej podczerwieni. Jako reprezentatywne zastosowanie pokazano badanie Ramana stymulowane bliską podczerwienią dynamiki stanu wzbudzonego β-karotenu w toluenie.

Streszczenie

Femtosekundowa spektroskopia Ramana stymulowana czasowo jest obiecującą metodą obserwacji dynamiki strukturalnej krótkożyciowych stanów przejściowych z przejściami w bliskiej podczerwieni (bliskiej podczerwieni), ponieważ może przezwyciężyć niską czułość spontanicznych spektrometrów Ramana w obszarze bliskiej podczerwieni. W tym miejscu opisujemy szczegóły techniczne femtosekundowego, czasowo-rozdzielczego, stymulowanego multipleksem spektrometru Ramana w bliskiej podczerwieni, który niedawno opracowaliśmy. Dostępny jest również opis generowania i optymalizacji sygnału, pomiaru, akwizycji danych oraz kalibracji i korekcji zarejestrowanych danych. Przedstawiamy zastosowanie naszego spektrometru do analizy dynamiki stanu wzbudzonego β-karotenu w roztworze toluenu. Pasmo rozciągania C=C β-karotenu w drugim najmniej wzbudzonym stanie singletu (S2) i najniższym wzbudzonym singletowym stanie (S1) jest wyraźnie obserwowane w zarejestrowanych stymulowanych czasowo widmach Ramana. Femtosekundowy, czasowo-rozdzielczy spektrometr Ramana stymulowany bliską podczerwienią ma zastosowanie do dynamiki strukturalnej układów π-sprzężonych, od prostych cząsteczek po złożone materiały.

Wprowadzenie

Spektroskopia Ramana jest potężnym i wszechstronnym narzędziem do badania struktur molekuł w szerokiej gamie próbek, od prostych gazów, cieczy i ciał stałych po funkcjonalne materiały i systemy biologiczne. Rozpraszanie Ramana jest znacznie wzmocnione, gdy energia fotonów światła wzbudzenia zbiega się z energią przejścia elektronowego cząsteczki. Rezonansowy efekt Ramana pozwala nam selektywnie obserwować widmo Ramana gatunku w próbce złożonej z wielu rodzajów molekuł. Przejścia elektronowe w bliskiej podczerwieni cieszą się dużym zainteresowaniem jako sonda do badania dynamiki stanów wzbudzonych cząsteczek o dużych strukturach sprzężonych z π. Energia i czas życia najniższego wzbudzonego stanu singletowego zostały określone dla kilku karotenoidów, które mają długi jednowymiarowy łańcuch polienowy1,2,3. Dynamika wzbudzeń neutralnych i naładowanych została dokładnie zbadana dla różnych polimerów fotoprzewodzących w filmach4,5,6,7, nanocząstki8, and solutions9,10,11. Szczegółowe informacje na temat struktur stanów nieustalonych będzie możliwe do uzyskania, jeśli do tych układów zostanie zastosowana czasowo-rozdzielcza spektroskopia Ramana w bliskiej podczerwieni. Opisano jednak tylko kilka badań dotyczących czasowo-rozdzielczej spektroskopii Ramana w bliskiej podczerwieni12,13,14,15,16, ponieważ czułość spektrometrów Ramana w bliskiej podczerwieni jest bardzo niska. Niska czułość wynika głównie z niskiego prawdopodobieństwa rozpraszania Ramana w bliskiej podczerwieni. Prawdopodobieństwo spontanicznego rozpraszania Ramana jest proporcjonalne do ωiωs3, gdzie ωi i ωs są odpowiednio częstościami światła wzbudzającego i światła rozpraszającego Ramana. Ponadto dostępne na rynku detektory bliskiej podczerwieni mają znacznie niższą czułość niż detektory CCD działające w zakresie UV i widzialnym.

Femtosekundowa spektroskopia Ramana stymulowana czasowo stała się nową metodą obserwacji zależnych od czasu zmian aktywnych pasm wibracyjnych Ramana poza pozorną granicą transformaty Fouriera impulsu laserowego17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33. Wymuszone rozpraszanie Ramana jest generowane przez naświetlanie dwoma impulsami lasera: pompy Ramanowskiej i impulsów sondy. W tym przypadku zakłada się, że impuls pompy Ramana ma większą częstotliwość niż impuls sondy. Gdy różnica między częstotliwościami impulsów pompy Ramanowskiej i sondy pokrywa się z częstotliwością aktywnych drgań molekularnych Ramana, wibracje są koherentnie wzbudzane dla dużej liczby cząsteczek w napromieniowanej objętości. Nieliniowa polaryzacja indukowana przez koherentne drgania molekularne wzmacnia pole elektryczne impulsu sondy. Technika ta jest szczególnie skuteczna w przypadku spektroskopii Ramana w bliskiej podczerwieni, ponieważ wymuszone rozpraszanie Ramana może rozwiązać problem czułości spontanicznych spektrometrów Ramana w bliskiej podczerwieni z rozdzielczością czasową. Wymuszone rozpraszanie Ramana jest wykrywane jako zmiany intensywności impulsu sondy. Nawet jeśli detektor bliskiej podczerwieni ma niską czułość, wymuszone rozpraszanie Ramana zostanie wykryte, gdy intensywność sondy zostanie wystarczająco zwiększona. Prawdopodobieństwo wymuszonego rozpraszania Ramana jest proporcjonalne do ωRPωSRS, gdzie ωRP i ωSRS to odpowiednio częstotliwości impulsu pompy Ramana i wymuszonego rozpraszania Ramana20. Częstotliwości wymuszonego rozpraszania Ramana, ωRP i ωSRS, są równoważne odpowiednio ωi i ωs dla spontanicznego rozpraszania Ramana. Niedawno opracowaliśmy femtosekundowy, czasoprzestrzenny spektrometr Ramana w bliskiej podczerwieni, wykorzystujący wymuszone rozpraszanie Ramana do badania struktur i dynamiki krótkożyciowych stanów przejściowych fotogenerowanych w układach π-sprzężonych2,3,7,10. W tym artykule przedstawiamy szczegóły techniczne naszego femtosekundowego spektrometru Ramana stymulowanego multipleksem w bliskiej podczerwieni w bliskiej podczerwieni. Opisano wyrównanie optyczne, akwizycję czasowo stymulowanych widm Ramana oraz kalibrację i korekcję zarejestrowanych widm. Dynamika stanu wzbudzonego β-karotenu w roztworze toluenu jest badana jako reprezentatywne zastosowanie spektrometru.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Uruchamianie urządzeń elektrycznych

  1. Włącz system lasera femtosekundowego Ti:sapphire zgodnie z jego instrukcją obsługi. Odczekaj 2 godziny, aż system laserowy się rozgrzeje.
  2. Włącz przełączniki zasilania przerywacza optycznego, kontrolerów stopnia translacyjnego, spektrografu, detektora matrycy InGaAs i komputera podczas nagrzewania systemu. Napełnij detektor Dewara ciekłym azotem.

2. Optyczne ustawienie spektrometru

  1. Regulacja lustra (Rysunek 1B)
    1. Sprawdź położenie wspornika na uchwycie lusterka.
    2. Obróć górne pokrętło uchwytu zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, aby odbita wiązka laserowa przemieszczała się odpowiednio w dół i w górę w kierunku pionowym, jeśli wspornik znajduje się w dolnej części uchwytu. Przekręć pokrętło w przeciwnym kierunku, jeśli wspornik znajduje się w górnej części uchwytu.
    3. Obróć pokrętło po lewej stronie uchwytu zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, aby odbita wiązka laserowa przemieszczała się odpowiednio w prawo i w lewo w kierunku poziomym, jeśli wspornik znajduje się po prawej stronie uchwytu. Przekręć pokrętło w przeciwnym kierunku, jeśli wspornik znajduje się po lewej stronie uchwytu.
  2. Wyrównanie obiektywu
    1. Umieść wizytówkę z siatką za obiektywem jako ekran.
    2. Zdejmij obiektyw. Wprowadź wiązkę padającą i pozwól jej uderzyć w ekran. Zaznacz położenie plamki wiązki na ekranie za pomocą długopisu.
    3. Zablokuj wiązkę i umieść soczewkę. Wprowadź wiązkę i upewnij się, że dokładnie trafia w znak na ekranie. Jeśli tak się nie stanie, dostosuj pionową i poziomą pozycję obiektywu.
    4. Przygotuj wizytówkę z otworem. Niech wiązka padająca przechodzi przez otwór przed soczewką i upewnij się, że odbicie zwierciadlane wiązki przez soczewkę porusza się w kierunku dokładnie przeciwnym do wiązki padającej. Jeśli tak się nie stanie, wyreguluj kąt obiektywu.
  3. Wyrównanie wiązki laserowej (Rysunek 1C)
    1. Umieść wizytówkę za przysłoną 2 (i2) jako ekran.
    2. Niech wiązka przechodzi przez środek i1, regulując lustro 1 (m1) zgodnie z ppkt 2.1. Niech wiązka przechodzi przez środek i2, regulując m2 zgodnie z sekcją 2.1.
    3. Upewnij się, że wiązka przechodzi jednocześnie przez środki i1 i i2. Jeśli wiązka nie przechodzi przez środek i1, powtarzaj krok 2.3.2, aż belka przejdzie przez środki obu tęczówek.
  4. Optyczne wyrównanie linii opóźnienia (Rysunek 1D)
    1. Usuń m3 i m4 na optycznym przewodzie opóźniającym (ODL). Umieść i1 w pozycji m3 na wysokości środka m3.
    2. Przesuń stolik w kierunku m2 tak daleko, jak to możliwe, umieszczając przycisk kierunkowy na stage kontrolerze. Niech wiązka przechodzi przez środek i1, regulując m1 zgodnie z sekcją 2.1.
    3. Odsuń stolik od m2 tak daleko, jak to możliwe, umieszczając przycisk kierunkowy na stage kontrolerze. Niech wiązka przechodzi przez środek i1, regulując m2 zgodnie z sekcją 2.1.
    4. Przesuń stolik w kierunku wejścia wiązki tak daleko, jak to możliwe, i upewnij się, że wiązka przechodzi przez środek i1. Jeśli wiązka nie przechodzi przez środek i1 po kroku 2.4.3, powtarzaj kroki 2.4.2–2.4.3, aż wiązka przejdzie przez środek i1 na obu końcach stolika.
    5. Usuń i1 z pozycji m3. Umieść m3 i m4 na ODL. Niech wiązka przechodzi przez środek i2, regulując m3 i m4 zgodnie z krokami 2.4.2–2.4.4.
    6. Po zakończeniu kroków 2.4.1–2.4.5 pozwól wiązce przejść przez środek i2, regulując m1 i m2 zgodnie z krokami 2.4.2–2.4.5.
  5. Generowanie ciągłości światła białego (Rysunek 1A)
    1. Umieść filtr o zmiennej gęstości neutralnej (VND) VND1 na ścieżce padającej wiązki. Umieść wizytówkę w odległości ~200 mm od VND1 jako ekran.
    2. Obracaj VND1, aż wiązka padająca uderzy w pozycję o najwyższej gęstości optycznej VND1, gdzie transmitowana wiązka ma najniższą moc.
    3. Umieść obiektyw (L) L1 (ogniskowa = 100 mm) za VND1. Umieść płytkę szafirową (SP) o grubości 3 mm w odległości ~105 mm od L1, gdzie SP znajduje się nieco za ogniskiem wiązki, przepuszczając wiązkę przez SP w pobliżu krawędzi.
    4. Ustaw średnicę I6 na ~5 mm.
    5. Obróć VND1, aby stopniowo zwiększać moc przesyłanej wiązki, aż na ekranie pojawi się żółto-biała plama. Obróć VND1 dalej w tym samym kierunku bardzo ostrożnie, aż fioletowy pierścień otoczy żółto-białą plamę na ekranie.
  6. Wyrównanie wiązki sondy (Rysunek 1A)
    1. Wyregulować dwie pary lusterek (M) (M4, M5) i (M7, M8) zgodnie z ppkt 2.3. Wyreguluj ODL2 zgodnie z sekcją 2.4. Wyreguluj M12 i M13 zgodnie z rozdziałem 2.3.
    2. Wygeneruj kontinuum światła białego zgodnie z sekcją 2.5.
    3. Wyjmij filtry z kolorowego szkła (F) F1 i F2 oraz polaryzator (P) P1.
    4. Odbijaj kontinuum białego światła za pomocą wklęsłego lustra (CM). Niech odbita wiązka przechodzi tuż obok SP.
    5. Niech wiązka uderzy w środek M15 i M16, regulując odpowiednio M14 i M15, zgodnie z sekcją 2.1. Usuń L2, L3 i L4. Niech wiązka uderzy w środek szczeliny wejściowej spektrografu, regulując M16.
    6. Zmierz średnicę wiązki ciągłego światła białego na CM i szczelinie wejściowej za pomocą papieru w kratkę. Jeśli średnice są znacznie zmienione między tymi dwoma pozycjami, wyreguluj położenie CM równolegle do belki za pomocą mikrometru na płycie podstawy CM, aż średnice staną się prawie identyczne. Wykonaj kroki 2.6.4–2.6.5 po regulacji.
    7. Umieść L2, L3 i L4 zgodnie z sekcją 2.2, a następnie umieść F1, F2 i P1.
  7. Wyrównanie belki pompy Ramana (Rysunek 1A)
    1. Umieść odblaskowy filtr pasmowo-przepustowy (BPF) z siatką objętościową na ścieżce wiązki wyjściowej optycznego wzmacniacza parametrycznego (OPA) OPA1. Dostosuj BPF i M17 zgodnie z sekcją 2.3. Użyj karty czujnika bliskiej podczerwieni do obserwacji plamki wiązki.
    2. Ustaw kąt płyty półfalowej (HWP) HWP2 na 45°, aby ustawić polaryzację pompy Ramana na pionową. Usuń L5, L6 i L7.
    3. Niech wiązka uderzy w środek M19, M20 i M21, regulując odpowiednio M18, M19 i M20, zgodnie z sekcją 2.1. Użyj karty czujnika bliskiej podczerwieni, aby obserwować plamkę wiązki.
    4. Umieść L5, L6 i L7 zgodnie z sekcją 2.2, używając karty czujnika bliskiej podczerwieni jako ekranu.
  8. Wyrównanie belki pompy aktynicznej (Rysunek 1A)
    1. Usuń L8 i L9. Niech wiązka wyjściowa z OPA2 przechodzi przez środek tęczówki (I) I12, regulując M22 zgodnie z sekcją 2.1.
    2. Wyreguluj M24 i M25 zgodnie z rozdziałem 2.3. Miejsca L8 i L9 zgodnie z sekcją 2.2. Wyreguluj ODL1 zgodnie z sekcją 2.4.
    3. Zmierz średnicę belki pompy aktynicznej w punktach M24 i M32 za pomocą papieru w kratkę. Jeśli średnice różnią się znacznie między tymi dwoma pozycjami, wyreguluj położenie L9 równolegle do belki za pomocą mikrometru na płycie podstawy L9, aż średnice staną się prawie identyczne.
    4. Usuń L10 i M32. Wyreguluj M30 i M31 zgodnie z sekcją 2.3.
    5. Umieść P2 w pozycji M32. Umieść wizytówkę za P2 jako ekran.
    6. Ustaw P2 pod kątem, który pozwala na polaryzację impulsu pod kątem 35,3° w stosunku do osi pionowej, która ma przejść przez P2. Obracaj HWP3, aż plamka wiązki na ekranie całkowicie zniknie. Wykonaj ten protokół w celu wyeliminowania wpływu reorientacji molekularnej na pomiary czasowo-rozdzielcze.
    7. Usuń P2. Umieść M32 i odbij wiązkę w kierunku komory przepływowej (FC). Umieść L10 zgodnie z sekcją 2.2.
  9. Uruchamianie komórki przepływowej (Rysunek 1E)
    1. Przymocuj kwarcową celę przepływową 2 mm do uchwytu. Podłącz każdy koniec komory przepływowej do rurki z polifluorooctanu (PFA) (długość = ~ 500 mm; średnica zewnętrzna = 1/8 cala) z rurką elastomerową (długość = ~ 10 mm).
    2. Włożyć rurkę od dołu celi przepływowej do zbiornika wypełnionego roztworem próbki. Przymocuj rurkę od góry komory przepływowej do wlotu pompy z przekładnią magnetyczną.
    3. Podłącz rurkę PFA (długość = ~ 500 mm; średnica zewnętrzna = 1/8 cala) do wylotu pompy zębatej magnesu i włóż drugi koniec do zbiornika.
    4. Umieść mocowanie komory przepływowej w ognisku wiązki sondy.
    5. Włącz magnetyczną pompę zębatą. Dostosuj natężenie przepływu do ~20 ml/min za pomocą regulatora napięcia pompy, aby umieścić próbkę w oświetlonej objętości, zanim każdy impuls pompy aktynicznej dotrze do FC.

3. Obsługa oprogramowania

  1. Konfiguracja detektora
    1. Otwórz okienko Detektor. Kliknij przycisk Zainicjuj. Poczekaj, aż zaświeci się wskaźnik inicjalizacji detektora.
    2. Wprowadź wartość 40 w polu Czas ekspozycji (ms).
    3. Wybierz IGA Lo Gain i IGA 280 kHz z menu rozwijanych odpowiednio A/D gain i A/D rate. IGA i A/D to skrót od InGaAs i przetwornika analogowo-cyfrowego.
    4. Kliknij przycisk Ustaw poniżej wskaźnika konfiguracji detektora. Upewnij się, że lampka kontrolna świeci.
    5. Ustaw przełącznik Wyzwalacz w pozycji Zewnętrzne z menu rozwijanego Wyzwalacz zdarzenie. Wybierz każdy — dla każdej krawędzi narastającej Acq i TTL z menu rozwijanego Trigger Edge. TTL to skrót od angielskiej nazwy tranzystor-tranzystor logic (logika tranzystor-tranzystor).
    6. Kliknij w przycisk Set poniżej wskaźnika Trigger Set (Zestaw wyzwalaczy). Upewnij się, że lampka kontrolna świeci.
    7. Kliknij przycisk Odczyt u dołu panelu. Upewnij się, że w polu Temperatura detektora (K) wyświetlana jest wartość poniżej 170 K. Jeśli nie, poczekaj, aż temperatura spadnie poniżej 170 K.
  2. Konfiguracja spektrografu
    1. Otwórz okienko Spektrograf. Kliknij przycisk Zainicjuj. Poczekaj, aż zaświeci się kontrolka inicjalizacji spektrografu.
    2. Wybierz pozycję 1. Rowki 300 g/mm, Blaze Wavelength 2000 nm z menu rozwijanego Krata. Kliknij przycisk Ustaw po prawej stronie menu rozwijanego Krata.
    3. Wprowadź środkową długość fali spektrografu w polu Przenieś do i kliknij przycisk Przejdź. Środkowa długość fali jest zwykle zlokalizowana między 1,380 a 1,430 nm, gdy spektrograf obejmuje obszar odcisków palców stymulowanego widma Ramana.
    4. Wprowadź szerokość szczeliny wejściowej w polu Ustaw wejście i kliknij przycisk Ustaw po prawej stronie pola. Szerokość szczeliny wejściowej jest zwykle ustawiona na 0,3 mm.
  3. Sterowanie położeniem stolika
    1. Otwórz okienko Podgląd. Wprowadź wartość pozycji ODL1 w mikrometrach w polu SK Stage Position (μm). Skrzynka przyjmuje wartości od 0 do 200 000 (μm). Kliknij przycisk Idź po prawej stronie pola.
    2. Wprowadź wartość pozycji ODL2 w zakresie 0,1 μm w polu FA Stage Position (1/10 μm) (Pozycja stołu montażowego FA (1/10 μm). Pudełko akceptuje wartości od -250 000 do 250 000 (x 1/10 μm). Kliknij przycisk Idź po prawej stronie pola.
  4. Pojedynczy pomiar
    1. Wprowadź liczbę akumulacji dla pojedynczego pomiaru widma w polu Akumulacja. Pole akceptuje wartości od 1 do 999.
    2. Zamknij wejście spektrografu, przesuwając listwę przysłony w prawo tak daleko, jak może się poruszać. Kliknij przycisk Sklep ciemny. Otwórz wejście do spektrografu, pociągając listwę przysłony w lewo tak daleko, jak może się poruszać.
    3. Zaznacz pole Średnia, aby wyświetlić podgląd tylko uśrednionego wyniku.
    4. Wybierz Acquire Light Spectrum (Uzyskaj widmo światła) i Check Transient Absorption (Sprawdź absorpcję przejściową) z listy rozwijanej Operation Mode (Tryb pracy), aby odpowiednio mierzyć intensywność sondy i mierzyć wymuszone widma Ramana lub absorpcję przejściową.
    5. Kliknij przycisk Pobierz.
    6. Aby automatycznie powtarzać pomiary, zaznacz pole Ciągły i kliknij przycisk Uzyskaj. Usuń zaznaczenie pola Ciągłe, aby zatrzymać pomiary ciągłe.
    7. Otwórz okno dialogowe pliku, klikając ikonę folderu. Kliknij dwukrotnie folder, w którym chcesz zapisać dane. Wprowadź nazwę pliku z rozszerzeniem ".txt" i kliknij OK. Kliknij przycisk Zapisz.
  5. Pomiar z rozdzielczością czasową
    1. Otwórz okienko Eksperyment. Wprowadź nazwę składającą się z 20 znaków, która krótko opisuje eksperyment (np. nazwy próbek, warunki) w polu Nazwa eksperymentu.
    2. Otwórz okno dialogowe pliku, klikając ikonę folderu. Kliknij dwukrotnie folder, w którym chcesz zapisać dane, a następnie kliknij przycisk OK.
    3. Wprowadź liczbę skanów etapu translacji w polu Liczba skanów.
    4. Wybierz etap translacyjny zeskanowany w eksperymencie w menu rozwijanym Stage for Scan (Etap skanowania).
    5. Wprowadź pozycję stołu montażowego, w której rozpoczyna się skanowanie, w polu Od w obszarze A. Jednostka i zakres dopuszczalnych wartości zależą od etapu (patrz sekcja 3.3).
    6. Wprowadź interwał między dwiema kolejnymi pozycjami etapu w polu Krok w zakresie A. Odstęp 1 μm w położeniu stolika odpowiada odstępowi 6,7 fs w opóźnieniu czasowym między impulsami pompy słonecznej (lub Ramana) a sondą.
    7. Wprowadź liczbę pozycji etapu w skanowaniu w polu Punkty w zakresie A.
    8. Jeśli w jednym skanowaniu wymagany jest więcej niż jeden interwał, zaznacz pole Zakres B i powtórz kroki 3.5.5–3.5.7 dla zakresu B. Za pomocą zakresu A, B i C można ustawić trzy interwały.
    9. Rozpocznij skanowanie, klikając przycisk Uruchom. Zaświeci się kontrolka Experiment Running. Poczekaj, aż kontrolka zgaśnie.

4. Optymalizacja widma sondy

  1. Umieść zrzuty belek na ścieżkach belek pompy aktynowej i ramanowskiej. Ustaw P1 pod kątem, który umożliwia przejście impulsu spolaryzowanego pionowo przez P1.
  2. Ustaw liczbę akumulacji na 10 zgodnie z krokiem 3.4.1. Zapisz ciemny sygnał zgodnie z krokami 3.4.2. Wybierz opcję Acquire Light Spectrum (Uzyskaj widmo światła) zgodnie z krokiem 3.4.4.
  3. Uruchom pomiary ciągłe zgodnie z krokiem 3.4.6 w celu wyświetlenia podglądu danych. Zmaksymalizuj liczbę detektorów na wyświetlaczu, stopniowo obracając HWP1.
  4. Stopniowo zwiększaj intensywność padającego impulsu, obracając VND1, aż maksymalna i minimalna liczba detektorów osiągnie odpowiednio około 30 000 i 4 000. Jeśli zacznie się obserwować duży wzór oscylacyjny, obracaj VND1 w przeciwnym kierunku, aż wzór zniknie.
  5. Zatrzymaj ciągłe pomiary zgodnie z krokiem 3.4.6.

5. Pomiar stacjonarnych stymulowanych widm Ramana

  1. Przestrzenne nakładanie się impulsów pompy Ramana i sondy
    1. Usuń zrzut belki w ścieżce belki pompy Ramana. Umieść rozdrabniacz optyczny (OC) na ścieżce wiązki pompy Ramana.
    2. Umieść kartę czujnika bliskiej podczerwieni w sample pozycja. Wyreguluj kierunek belki pompy Ramana, regulując M21 zgodnie z rozdziałem 2.1, aż punkty pompy Ramana i belki sondy całkowicie się ze sobą zazębią. Wyjmij kartę czujnika.
  2. Czasowe nakładanie się impulsów pompy Ramana i sondy
    1. Umieścić fotodiodę InGaAs PIN w miejscu próbki, w którym pompa Ramana i wiązki sondy przestrzennie nakładają się na siebie zgodnie z sekcją 5.1.
    2. Podłącz wyjście sygnału fotodiody do oscyloskopu cyfrowego 500 MHz, 5 GS/s, aby monitorować, kiedy impulsy pompy Ramana i sondy docierają do pozycji próbki.
    3. Ustaw skalę poziomą oscyloskopu na 1 ns/div.
    4. Odczytaj czas szczytu intensywności sygnału dla pompy Ramana i impulsów sondy blokujących drugi impuls.
    5. Jeżeli zaobserwuje się różnicę w czasie szczytu dla dwóch impulsów, należy dostosować położenie ODL2 zgodnie z sekcją 3.3, aż różnica stanie się mniejsza niż 200 ps.
  3. Regulacja fazy obrotowej rozdrabniacza optycznego
    1. Dodać 40 ml cykloheksanu do zbiornika. Rozpocznij przepływ cykloheksanu zgodnie z krokiem 2.9.5.
    2. Ustaw środkową długość fali spektrografu na 1 190 nm zgodnie z krokiem 3.2.3, aby obserwować rozpraszanie Rayleigha impulsu pompy Ramana.
    3. Ustaw liczbę akumulacji na 10 zgodnie z krokiem 3.4.1. Zapisz ciemny sygnał zgodnie z krokiem 3.4.2.
    4. Wybierz opcję Sprawdź absorpcję przejściową zgodnie z krokiem 3.4.4.
    5. Przeprowadzić pomiary ciągłe zgodnie z krokiem 3.4.6.
    6. Zmaksymalizuj amplitudę pozornego sygnału absorpcji przejściowej ze znakiem ujemnym na długości fali pompy Ramana, który wynika z obecności i braku rozproszonego impulsu pompy Ramana spowodowanego rozdrabnianiem, dostosowując fazę rotacyjną OC od -180° −170° na przednim panelu sterownika.
    7. Zatrzymaj ciągłe pomiary zgodnie z krokiem 3.4.6.
  4. Maksymalizacja sygnału
    1. Ustawić środkową długość fali spektrografu na 1 410 nm zgodnie z krokiem 3.2.3 dla obserwacji wymuszonych widm Ramana.
    2. Przeprowadzić pomiary ciągłe zgodnie z krokiem 3.4.6 i sprawdzić, czy na wyświetlaczu zaobserwowano stymulowane pasma Ramana cykloheksanu. Najsilniejsze pasmo cykloheksanu pojawia się w 55-58 pikselu, gdy środkowa długość fali jest ustawiona na 1,410 nm.
    3. Jeśli stymulowane pasma Ramana nie są obserwowane, spróbuj zmienić położenie ODL2 o ±15 000 μm w odstępach 150 μm zgodnie z sekcją 3.3 i sprawdź, czy zaobserwowano stymulowane pasma Ramana.
    4. Jeśli stymulowane pasma Ramana nie zostaną zaobserwowane po przeprowadzeniu kroku 5.4.3, ponów krok 5.1.2, aby uzyskać przestrzenne nakładanie się pompy Ramana i wiązek sondy i ponownie wykonaj krok 5.4.2.
    5. Po wykryciu stymulowanych pasm Ramana zmaksymalizuj intensywność pasma na wyświetlaczu, iteracyjnie dostosowując M21, fazę rotacyjną OC i położenie ODL2.
    6. Zatrzymaj ciągłe pomiary zgodnie z krokiem 3.4.6.
  5. pomiar
    1. Ustaw liczbę akumulacji na 500 zgodnie z krokiem 3.4.1. Zapisz ciemny sygnał zgodnie z krokiem 3.4.2.
    2. Uruchom pojedynczy pomiar zgodnie z krokiem 3.4.5. Zapisz widmo zgodnie z krokiem 3.4.7. Powtórz pomiar co najmniej 4 razy.
    3. Wyjmij rurkę wlotową FC ze zbiornika i poczekaj, aż przepływ zostanie przerwany przez powietrze. Zminimalizuj napięcie magnetycznej pompy zębatej.
    4. Zastąp zawartość zbiornika zawartością zbiornika wypełnioną 100 ml świeżego acetonu.
    5. Umieścić rurki wlotowe i wylotowe odpowiednio w zbiorniku i opróżnić kolbę. Uruchom magnetyczną pompę zębatą zgodnie z krokiem 2.9.5 i pozwól toluenowi przepływać przez FC.
    6. Poczekaj, aż przepływ zostanie przerwany przez powietrze. Zminimalizuj napięcie magnetycznej pompy zębatej.
    7. Powtórz kroki 5.5.4–5.5.6 co najmniej 2 razy.
    8. Dodaj 40 ml acetonu do zbiornika. Rozpocznij przepływ acetonu zgodnie z krokiem 2.9.5.
    9. Zapisz wymuszone widmo Ramana acetonu zgodnie z krokiem 5.5.2.
    10. Usuń aceton z FC zgodnie z krokiem 5.5.3.
    11. Powtórz kroki 5.5.4–5.5.10, używając toluenu zamiast acetonu.

6. Pomiar czasowo-rozdzielczych widm absorpcyjnych

  1. Opróżnij zbiornik i dodaj 25 ml roztworu toluenu β-karotenu o stężeniu 1 x 10-4 mol dm-3. Rozpocząć przepływ roztworu próbki zgodnie z krokiem 2.9.5.
  2. Umieść OC na ścieżce wiązki pompy aktynicznej.
  3. Przesuń zrzut belki ze ścieżki belki pompy aktynicznej na tor belki pompy Ramana.
  4. Nakładaj przestrzennie wiązki pompy aktynicznej i sondy w pozycji próbki zgodnie z krokiem 5.1.2 za pomocą wizytówki zamiast karty czujnika bliskiej podczerwieni.
  5. Czasowo nakładaj na siebie dwie wiązki w pozycji próbki zgodnie z sekcją 5.2 za pomocą fotodiody Si PIN zamiast fotodiody InGaAs PIN.
  6. Ustaw liczbę akumulacji na 10 zgodnie z krokiem 3.4.1. Zapisz ciemny sygnał zgodnie z krokiem 3.4.2.
  7. Wybierz opcję Sprawdź absorpcję przejściową zgodnie z krokiem 3.4.4.
  8. Przeprowadzić pomiary ciągłe zgodnie z krokiem 3.4.6 i sprawdzić, czy na wyświetlaczu obserwuje się przejściową absorpcję β-karotenu. Pasmo absorpcyjne pojawia się z kształtem malejącym monotonicznie w kierunku dłuższych fal (drugi najniższy wzbudzony stan singletowy, S2) lub z dwoma maksimami w okolicach 0 i 511 piksela (najniższy wzbudzony stan singletowy, S1).
  9. Jeśli absorpcja przejściowa nie zostanie zaobserwowana, spróbuj zmienić położenie ODL1 o ±15 000 μm w odstępach 150 μm zgodnie z sekcją 3.3.
  10. Jeśli po przeprowadzeniu kroku 6.9 nie zaobserwuje się pasma absorpcji, ponów próbę wykonania kroku 6.4, aby uzyskać przestrzenne zachodzenie na siebie między pompą aktynową a wiązkami sondy.
  11. Zmaksymalizuj intensywność absorpcji, ponownie dostosowując M32 po wykryciu pasma absorpcji przejściowej.
  12. Zatrzymaj ciągłe pomiary zgodnie z krokiem 3.4.6.
  13. Zmniejszać położenie ODL1 zgodnie z sekcją 3.3, aż do całkowitego zniknięcia absorpcji przejściowej.

7. Pomiar stymulowanych czasowo widm Ramana

  1. Umieść OC na ścieżce belki pompy Ramana. Usuń zrzut belki ze ścieżki belki pompy Ramana.
  2. Ustaw liczbę akumulacji na 200 zgodnie z krokiem 3.4.1. Zapisz ciemny sygnał zgodnie z krokiem 3.4.2.
  3. Przeprowadź eksperyment z rozdzielczością czasową zgodnie z sekcją 3.5. W kroku 3.5.4 wybierz etap SK. Ustaw wartość początkową zakresu A tak, aby była mniejsza o około 50 μm niż pozycja, w której zniknął przejściowy sygnał absorpcji w kroku 6.13.

8. Kalibracja przesunięcia Ramana

  1. Oblicz średnią z czterech stymulowanych widm Ramana dla cykloheksanu, acetonu i toluenu zarejestrowanych w sekcji 5 za pomocą wybranego oprogramowania do analizy danych.
  2. Wykreślić uśrednione wymuszone widma Ramana rozpuszczalników w stosunku do liczby pikseli detektora matrycowego InGaAs.
  3. Oszacuj pozycje pików stymulowanych pasm Ramana rozpuszczalników za pomocą analizy dopasowania metodą najmniejszych kwadratów do funkcji Lorentza. Jeśli funkcja Lorentza nie jest dostępna, należy użyć funkcji wielomianowej.
  4. Wykreśl szczytowe liczby falowe pasm Ramana rozpuszczalników w podręczniku (np. Hamaguchi i Iwata34) w stosunku do szacowanych pozycji pików w liczbie pikseli.
  5. Uzyskaj funkcję kalibracji między przesunięciem Ramana a liczbą pikseli za pomocą analizy dopasowania metodą najmniejszych kwadratów do funkcji wielomianu drugiego lub trzeciego stopnia.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Femtosekundowa czasowo rozdzielcza bliskopodczerwona stymulowana spektroskopia ramanowska została zastosowana do β-karotenu w roztworze toluenu. Stężenie próbki wynosiło 1 x 10-4 mol dm-3. Próbkę pobudzono fotoekscytacyjnym impulsem pompującym o długości fali 480 nm i energii impulsu 1 μJ. Czasowo rozdzielcze widma stymulowanego rozpraszania ramanowskiego β-karotenu w toluenie przedstawiono na Rysunku 2A. Surowe widma zawierały silne pasma ramanowskie r...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Kluczowe czynniki w femtosekundowym pomiarze ramanowskim w bliskiej podczerwieni stymulowanym multipleksem w bliskiej podczerwieni
Aby uzyskać czasowo rozdzielcze widma Ramana stymulowane bliską podczerwienią o wysokim stosunku sygnału do szumu, widmo sondy powinno mieć idealnie jednakową intensywność w całym zakresie długości fal. Generowanie kontinuum światła białego (sekcja 2.5) jest zatem jedną z najważniejszych części eksperymentów Ramana stymulowanych w bliskiej podczerwieni w czasie rozdzielc...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez JSPS KAKENHI Grant Numbers JP24750023, JP24350012, MEXT KAKENHI Grant Numbers JP26104534, JP16H00850, JP26102541, JP16H00782, oraz MEXT-Supported Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities, 2015–2019.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
1-osiowy etap translacyjnyOptSigmaTSD-401SStosowane są również produkty równoważne temu; dla M22, L9 i CM na rysunku 1A
20-centymetrowa optyczna linia opóźniającaOptSigmaSGSP26-200ODL1 na rysunku 1A
3-osiowy stolik translacyjnyOptSigmaTSD-405SLdla L8 na rysunku 1A
3-osiowy stolik translacyjnySuruga SeikiB72-40Cdla FC w Rysunek 1A
5-centymetrowa optyczna linia opóźniającaPMTHRS-0050ODL2 na rysunku 1A
Al Lustrzane zwierciadło wklęsłeCM254-050-G01Ogniskowa: 50 mm; CM na rysunku 1A
Płyta podstawySuruga SeikiA21-6Stosowane są również produkty równoważne; dla M1-M32, BS1-BS3, L1-L10, I1-I17, P1-P2, HWP1-3, F1-F3, VND1-VND2, OC, BPF, HS, BBO, SP, CM i FC na rysunku 1A
BBO CrystalEKSMA Optics-Type1, θ = 23,2 stopnia; BBO na rysunku 1A
BK7 Soczewka płasko-wklęsłaOptSigmaSLB-25.4-50NIR2Ogniskowa: 50 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L6 na rysunku 1A
BK7 Soczewka płasko-wypukłaOptSigmaSLB-25.4-150PIR2Ogniskowa: 150 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L2, L3, L5 na rysunku 1A
BK7 Soczewka płasko-wypukłaOptSigmaSLB-25.4-100PIR2Ogniskowa: 100 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L4 na rysunku 1A
BK7 Soczewka płasko-wypukłaOptSigmaSLB-25.4-200PIR2Ogniskowa: 200 mm; Powłoka antyrefleksyjna IR; L7 na rysunku 1A Szerokopasmowe
zwierciadło dielektryczneOptSigmaTFMS-25.4C05-2/7M22-M25, M28, M29 na rysunku 1A
Szerokopasmowe zwierciadło dielektryczneFotonika precyzyjna (zaawansowane cienkie warstwy)-M26, M27, M30-M32 na rysunku 1A Szerokopasmowa
płyta półfalowana rysunku 1A
Filtr z kolorowego szkłaHOYAIR85F1 na rysunku 1A
Filtr z kolorowego szkłaHOYARM100F2 na rysunku 1A
Filtr z kolorowego szkłaSchottBG39F3 na rysunku 1A
KomputerDellVostro 200 Mini TowerSystem operacyjny: Windows XP
CykloheksanKanto Kagaku07547-1Bklasy HPLC
WavemetricsIgor Pro 8
Dielektryczny rozdzielacz wiązkiLAYERTEC-Odbicie: Transmisja = 2 : 1; BS1 na rysunku 1A
Dielektryczny rozdzielacz wiązkiLAYERTEC-OdbicieTransmisja = 1 : 1; BS2, BS3 na rysunku 1A
Zwierciadło dielektrycznePrecision Photonics
(Advanced Thin Films)		-M1-M8 na rysunku 1A
Oscyloskop cyfrowyTektronixTDS3054B500 MHz,
rurka elastomerowa-rysunek 1E
Femtosekundowy Ti: oscylator szafirowyCoherentVitesse 800-2Długość fali: 800 nm, czas trwania impulsu: 100 fs, moc średnia: 280 mW, częstotliwość powtarzania: 80 MHz; zawarte w Ti:S na rysunku 1A
Femtosekundowy wzmacniacz regeneracyjny Ti:szafirowyCoherentLegend-Elite-F-HEDługość fali: 800 nm, czas trwania impulsu: 100 fs, energia impulsu: 3,5 mJ, częstotliwość powtarzania: 1 kHz; zawarte w Ti:S na rysunku 1A
Polaryzator foliowyOptSigmaSPFN-30C-26P1 na rysunku
1A Pryzmat Glan-TaylorOptSigmaGYPB-10-10SN-3/7P2 na rysunku 1A
Złote lustroOptSigmaTFG-25C05-10M9-M21 na rysunku
1A Płyta półfalowaOptSigmaWPQ-7800-2MHWP1 na rysunku 1A
Separator harmonicznychkoherentnyTOPAS-C HRs 410-540 nmHS na rysunku 1A
Detektor matrycowy InGaAsHoribaSymphony-IGA-512X1-50-1700-1LS512 ch, chłodzony ciekłym azotem
InGaAs PIN FotodiodaHamamatsu PhotonicsG10899-01K
IR Półfalowa płytana rysunku 1A
IrisSuruga SeikiF74-3NStosowane są również produkty równoważne; I1-I17 na rysunku 1A
Uchwyt obiektywuOptSigmaLHF-25.4SStosowane są również produkty równoważne; dla L1-L10 na rysunku 1A
Mikropompamagnetycznej pompy zębatej184-415
Uchwyt lustrzanySiskiyouIM100. C2M6RStosowane są również produkty równoważne; dla M1-M32, BS1-BS3, BBO, CM na rysunku 1A
Karta luminoforowa bliskiej podczerwieniNakrętka ThorlabsVRC2
-Rysunek 1E, M4; zakupiony w sklepie dla majsterkowiczów
Chopper optycznyNew Focus3501OC na rysunku 1A
Optyczny wzmacniacz parametrycznyKoherentOPerA-FOPA1 na rysunku 1A
Optyczny wzmacniacz parametrycznykoherentnyTOPAS-COPA2 na rysunku 1A
Uchwyt polaryzatoraOptSigmaPH-30-ARSStosowane są również produkty równoważne; dla P1-P2 i HWP1-3 na rysunku 1A Rurka
polifluorooctanu-Rysunek 1E
Uchwyt na słupekOptSigmaBRS-12-80Stosowane są również produkty równoważne z tym; dla M1-M32, BS1-BS3, L1-L10, I1-I17, P1-P2, HWP1-3, F1-F3, VND1-VND2, OC, BPF, HS, BBO, SP, CM i FC na rysunku 1A
Kwarcowa komórka przepływowaTosoh QuartzT-70-UV-2FC na rysunku
1A Kwarcowa soczewka płasko-wklęsłaOptSigmaSLSQ-25-50NOgniskowa: 50 mm; L8 na rysunku 1A
Kwarcowy obiektyw płasko-wypukłyOptSigmaSLSQ-25-100POgniskowa: 100 mm; L1, L9 na rysunku 1A
Kwarcowy obiektyw płasko-wypukłyOptSigmaSLSQ-25-220POgniskowa: 220 mm; L10 na rysunku 1A
Optyka molaz płytą szafirowąogrubości 3 mm; SP na rysunku 1A
Si PIN FotodiodaHamamatsu PhotonicsS3883
Pojedynczy spektrografHoriba Jobin YvoniHR320Ogniskowa: 32 cm
Pręt ze stali nierdzewnejSuruga SeikiA41-100Stosowane są również produkty równoważne; dla M1-M32, BS1-BS3, L1-L10, I1-I17, P1-P2, HWP1-3, F1-F3, VND1-VND2, OC, BPF, HS, BBO, SP, CM i FC na rysunku 1A
Prętze stali nierdzewnejNewportJ-SP-2Rysunek 1E
ToluenKanto Kagaku40180-1B
Płyta stalowa w kształcie litery U-Rysunek 1E; zakupiony w sklepie dla majsterkowiczów
Filtr o zmiennej neutralnej gęstości (z uchwytem)OptSigmaNDHN-100VND1 na rysunku 1A
Filtr o zmiennej neutralnej gęstości (z uchwytem)OptSigmaNDHN-U100VND2 na rysunku 1A
Wizualny język programowaniaNational InstrumentsLabVIEW 2009Oprogramowanie sterujące w tym badaniu jest zaprogramowane w LabVIEW 2009
Filtr pasmowo-przepustowy z siatką objętościowąOptiGrateBPF-1190BPF na rysunku 1A
β-KarotenWako Pure Chemical Industries035-05531
CryLight-HWP3 Oprogramowanie do analizy danych : 5 GS/s OptiSource-HWP2 klasy HPLC

Bibliografia

  1. Polívka, T., Herek, J. L., Zigmantas, D., Åkerlund, H. -E., Sundström, V. Direct Observation of the (Forbidden) S1 State in Carotenoids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (9), 4914-4917 (1999).
  2. Takaya, T., Iwata, K. Relaxation Mechanism of β-Carotene from S2 (1Bu+) State to S1 (2Ag-) State: Femtosecond Time-Resolved Near-IR Absorption and Stimulated Resonance Raman Studies in 900-1550 nm Region. Journal of Physical Chemistry A. 118 (23), 4071-4078 (2014).
  3. Takaya, T., Anan, M., Iwata, K. Vibrational Relaxation Dynamics of β-Carotene and Its Derivatives with Substituents on Terminal Rings in Electronically Excited States as Studied by Femtosecond Time-Resolved Stimulated Raman Spectroscopy in the Near-IR Region. Physical Chemistry Chemical Physics. 20 (5), 3320-3327 (2017).
  4. Guo, J., Ohkita, H., Benten, H., Ito, S. Near-IR Femtosecond Transient Absorption Spectroscopy of Ultrafast Polaron and Triplet Exciton Formation in Polythiophene Films with Different Regioregularities. Journal of the American Chemical Society. 131 (46), (2009).
  5. Hwang, I. -W., et al. Carrier Generation and Transport in Bulk Heterojunction Films Processed with 1,8-Octanedithiol as a Processing Additive. Journal of Applied Physics. 104 (3), 033706(2008).
  6. Yonezawa, K., Kamioka, H., Yasuda, T., Han, L., Moritomo, Y. Fast Carrier Formation from Acceptor Exciton in Low-Gap Organic Photovoltaic. Applied Physics Express. 5 (4), 042302(2012).
  7. Takaya, T., Enokida, I., Furukawa, Y., Iwata, K. Direct Observation of Structure and Dynamics of Photogenerated Charge Carriers in Poly(3-hexylthiophene) Films by Femtosecond Time-Resolved Near-IR Inverse Raman Spectroscopy. Molecules. 24 (3), 431(2019).
  8. Clafton, S. N., Huang, D. M., Massey, W. R., Kee, T. W. Femtosecond Dynamics of Excitons and Hole-Polarons in Composite P3HT/PCBM Nanoparticles. Journal of Physical Chemistry B. 117 (16), 4626-4633 (2013).
  9. Cook, S., Furube, A., Katoh, R. Analysis of the Excited States of Regioregular Polythiophene P3HT. Energy & Environmental Science. 1 (2), 294-299 (2008).
  10. Okino, S., Takaya, T., Iwata, K. Femtosecond Time-Resolved Near-Infrared Spectroscopy of Oligothiophenes and Polythiophene: Energy Location and Effective Conjugation Length of Their Low-Lying Excited States. Chemistry Letters. 44 (8), 1059-1061 (2015).
  11. Takaya, T., Iwata, K. Development of a Femtosecond Time-Resolved Near-IR Multiplex Stimulated Raman Spectrometer in Resonance with Transitions in the 900-1550 nm Region. Analyst. 141 (14), 4283-4292 (2016).
  12. Jas, G. S., Wan, C., Johnson, C. K. Picosecond Time-Resolved Fourier Transform Raman Spectroscopy of 9,10-Diphenylanthracene in the Excited Singlet State. Applied Spectroscopy. 49 (5), 645-649 (1995).
  13. Jas, G. S., Wan, C., Kuczera, K., Johnson, C. K. Picosecond Time-Resolved Fourier-Transform Raman Spectroscopy and Normal-Mode Analysis of the Ground State and Singlet Excited State of Anthracene. Journal of Physical Chemistry. 100 (29), 11857-11862 (1996).
  14. Sakamoto, A., Okamoto, H., Tasumi, M. Observation of Picosecond Transient Raman Spectra by Asynchronous Fourier Transform Raman Spectroscopy. Applied Spectroscopy. 52 (1), 76-81 (1998).
  15. Sakamoto, A., Matsuno, S., Tasumi, M. Construction of Picosecond Time-Resolved Raman Spectrometers with Near-Infrared Excitation. Journal of Raman Spectroscopy. 37 (1-3), 429-435 (2006).
  16. Sakamoto, A., Matsuno, S., Tasumi, M. Picosecond Near-Infrared Excited Transient Raman Spectra of β-Carotene in the Excited S2 State: Solvent Effects on the in-Phase C=C Stretching Band and Vibronic Coupling. Journal of Molecular Structure. 976 (1-3), 310-313 (2010).
  17. Yoshizawa, M., Kurosawa, M. Femtosecond Time-Resolved Raman Spectroscopy Using Stimulated Raman Scattering. Physical Review A. 61 (1), 013808(2000).
  18. Yoshizawa, M., Kubo, M., Kurosawa, M. Ultrafast Photoisomerization in DCM Dye Observed by New Femtosecond Raman Spectroscopy. Journal of Luminescence. 87-89, 739-741 (2000).
  19. Yoshizawa, M., Aoki, H., Hashimoto, H. Vibrational Relaxation of the 2Ag– Excited State in All-Trans-β-Carotene Obtained by Femtosecond Time-Resolved Raman Spectroscopy. Physical Review B. 63 (18), 180301(2001).
  20. McCamant, D. W., Kukura, P., Mathies, R. A. Femtosecond Broadband Stimulated Raman: A New Approach for High-Performance Vibrational Spectroscopy. Applied Spectroscopy. 57 (11), 1317-1323 (2003).
  21. McCamant, D. W., Kukura, P., Yoon, S., Mathies, R. A. Femtosecond Broadband Stimulated Raman Spectroscopy: Apparatus and Methods. Review of Scientific Instruments. 75 (11), 4971-4980 (2004).
  22. Kukura, P., McCamant, D. W., Mathies, R. A. Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy. Annual Review of Physical Chemistry. 58, 461-488 (2007).
  23. Laimgruber, S., Schachenmayr, H., Schmidt, B., Zinth, W., Gilch, P. A Femtosecond Stimulated Raman Spectrograph for the Near Ultraviolet. Applied Physics B. 85 (4), 557-564 (2006).
  24. Umapathy, S., Lakshmanna, A., Mallick, B. Ultrafast Raman Loss Spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy. 40 (3), 235-237 (2009).
  25. Mallick, B., Lakshmanna, A., Umapathy, S. Ultrafast Raman Loss Spectroscopy (URLS): Instrumentation and Principle. Journal of Raman Spectroscopy. 42 (10), 1883-1890 (2011).
  26. Kloz, M., van Grondelle, R., Kennis, J. T. M. Wavelength-Modulated Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy-Approach towards Automatic Data Processing. Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (40), 18123-18133 (2011).
  27. Kloz, M., Weißenborn, J., Polívka, T., Frank, H. A., Kennis, J. T. M. Spectral Watermarking in Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy: Resolving the Nature of the Carotenoid S* State. Physical Chemistry Chemical Physics. 18 (21), 14619-14628 (2016).
  28. Kuramochi, H., Takeuchi, S., Tahara, T. Ultrafast Structural Evolution of Photoactive Yellow Protein Chromophore Revealed by Ultraviolet Resonance Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy. Journal of Physical Chemistry Letters. 3 (15), 2025-2029 (2012).
  29. Wang, S., et al. Dynamic High Pressure Induced Strong and Weak Hydrogen Bonds Enhanced by Pre-Resonance Stimulated Raman Scattering in Liquid Water. Optics Express. 25 (25), 31670-31677 (2017).
  30. Ashner, M. N., Tisdale, W. A. High Repetition-Rate Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy with Fast Acquisition. Optics Express. 26 (14), 18331-18340 (2018).
  31. Quincy, T. J., Barclay, M. S., Caricato, M., Elles, C. G. Probing Dynamics in Higher-Lying Electronic States with Resonance-Enhanced Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy. Journal of Physical Chemistry A. 122 (42), 8308-8319 (2018).
  32. Taylor, M. A., et al. Delayed Vibrational Modulation of the Solvated GFP Chromophore into a Conical Intersection. Physical Chemistry Chemical Physics. 21 (19), 9728-9739 (2019).
  33. Cassabaum, A. A., Silva, W. R., Rich, C. C., Frontiera, R. R. Orientation and Polarization Dependence of Ground- and Excited-State FSRS in Crystalline Betaine-30. Journal of Physical Chemistry C. 123 (20), 12563-12572 (2019).
  34. Raman Spectroscopy (The Spectroscopical Society of Japan, Spectroscopy Series 1). Hamaguchi, H., Iwata, K. , Kodansha. Tokyo, Japan. (2015).
  35. Hashimoto, H., Koyama, Y. The C=C Stretching Raman Lines of β-Carotene Isomers in the S1 State as Detected by Pump-Probe Resonance Raman Spectroscopy. Chemical Physics Letters. 154 (4), 321-325 (1989).
  36. Noguchi, T., Hayashi, H., Tasumi, M., Atkinson, G. H. Solvent Effects on the ag C=C Stretching Mode in the 21Ag- Excited State of β-Carotene and Two Derivatives: Picosecond Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy. Journal of Physical Chemistry. 95 (8), 3167-3172 (1991).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Femtosekundowa spektroskopia z rozdzielczością czasowądynamika beta-karotenuustawianie optycznej linii opóźniającejstymulowane pasma Ramanapomiar absorpcji przejściowejoptymalizacja generowania sygnałukalibracja akwizycji danychanaliza układów sprzężonych pidynamika reakcji chemicznych
Ultraszybkie, czasowo-rozdzielcze, stymulowane bliską podczerwienią pomiary ramanowskie funkcjonalnych układów π-sprzężonych
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.