时间分辨拉曼光谱课件

时间分辨拉曼光谱及其在生物和光电过程的应用时间分辨拉曼光谱时间分辨拉曼光谱的基本原理时间分辨拉曼光谱的实现方式时间分辨拉曼光谱的应用生物过程的应用举例光电过程的应用举例主要内容时间分辨拉曼光谱的基本原理主要内容拉曼光谱的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv0斯托克斯散射反斯托克斯散射瑞利散射E*E0瑞利散射(C.V.Raman)1930年诺贝尔物理学奖拉曼光谱的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv时间分辨拉曼光谱的基本原理激发脉冲t=0探测脉冲t=△t样品时间分辨拉曼光谱的基本原理激发脉冲探测脉冲样品时间分辨拉曼光谱的难题:

产生激发态样品浓度很低（小于1mM/L)

量子产率非常低，拉曼信号弱时间分辨拉曼光谱的实现方式激发脉冲t=0探测脉冲t=△t激发态浓度很低量子产率非常低表面增强拉曼信号检测困难共振拉曼相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)飞秒受激拉曼光谱（FSRS））信号检测困难时间分辨拉曼光谱的难题:时间分辨拉曼光谱的实现方式激发脉冲探wpwswpwaswpwaswpws相干拉曼光谱相干斯托克斯拉曼散射wp：频率固定was：频率连续可调wR相干反斯托克斯拉曼散射wRwas

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信号强避免荧光干扰高度相干、高度准直的相干光，易与背景光分开。

…相干反斯托克斯拉曼光谱的优点信号强相干反斯托克斯拉曼光谱的优点实验设备DtSampleIriswswpL1L2waSDt实验设备wpwSwpwCARSDtwpwCARSDtwpwCARSDtOPAOPAE0E*实验设备DtSampleIriswswpL1L2waSDt实

生物物理光电过程，电子传输化学反应机理，中间物，反应动力学振动寿命，去相时间，分子内振动能量再分配动力学，溶质－溶剂能量耗散过程（拉曼温度剂）…时间分辨拉曼光谱的应用

生物物理光电过程，电子传输生物时间分辨拉曼光谱的应用生物6H2O+6CO2---------->C6H12O6+6O2类胡萝卜素简介6H2O+6CO2---------->C6H12OF.S.Rondonuwuetal.,ChemicalPhysicsLetters

429(2006)234–238类胡萝卜素内转换过程F.S.Rondonuwuetal.,Chemic类胡萝卜素内转换过程单线态内转换过程：11Bu+31Ag-11Bu-21Ag-11Ag-类胡萝卜素内转换过程单线态内转换过程：11Bu+31Ag-1视紫红质简介视紫红质简介视黄醛异构化结构表征PhilippKukura,etal.Science310(2005)1006视黄醛异构化结构表征PhilippKukura,etaK.T.Tsenetal.

AppliedPhysicsLetters,89,262101,2006时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征K.T.Tsenetal.AppliedPhys时间分辨拉曼光谱用于声子寿命的测量K.T.Tsenetal.AppliedPhysicsLetters,

89,112111,2006时间分辨拉曼光谱用于声子寿命的测量K.T.Tsenet展望

时间分辨拉曼光谱的时间分辨率和光谱分辨率进一步提高:

海森堡不确定原理时间分辨拉曼光谱的应用领域进一步扩大:

与其他技术相结合DmitryPestov,etal.Science316(2007)265DavidW.McCamant,etal.J.Phys.Chem.A2003,107,8208-8214展望时间分辨拉曼光谱的时间分辨率和光谱分辨率进一步Dmit时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征E.D.Grannetal.Phys.Rev.B,1996,53,9838-9846时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征E.D.G拉曼位移与电子速度的关系：拉曼散射截面与电子速度分布函数的关系：时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征拉曼位移与电子速度的关系：拉曼散射截面与电子速度分布函数的关IgorChizhov,etal.BiophysicalJournal

75(1998)999-1009Daniel

H.Murgida,etal.Photochem.Photobiol.Sci.,2006,5,1103–1108五种瞬态物种：K510,L495,M400,N485,andO535时间分辨拉曼光谱用于中间态的检测IgorChizhov,etal.Biophysic时间分辨拉曼光谱及其在生物和光电过程的应用时间分辨拉曼光谱时间分辨拉曼光谱的基本原理时间分辨拉曼光谱的实现方式时间分辨拉曼光谱的应用生物过程的应用举例光电过程的应用举例主要内容时间分辨拉曼光谱的基本原理主要内容拉曼光谱的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv0斯托克斯散射反斯托克斯散射瑞利散射E*E0瑞利散射(C.V.Raman)1930年诺贝尔物理学奖拉曼光谱的基本原理hv0h(v0-vm)h(v0+vm)hv时间分辨拉曼光谱的基本原理激发脉冲t=0探测脉冲t=△t样品时间分辨拉曼光谱的基本原理激发脉冲探测脉冲样品时间分辨拉曼光谱的难题:

产生激发态样品浓度很低（小于1mM/L)

量子产率非常低，拉曼信号弱时间分辨拉曼光谱的实现方式激发脉冲t=0探测脉冲t=△t激发态浓度很低量子产率非常低表面增强拉曼信号检测困难共振拉曼相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)飞秒受激拉曼光谱（FSRS））信号检测困难时间分辨拉曼光谱的难题:时间分辨拉曼光谱的实现方式激发脉冲探wpwswpwaswpwaswpws相干拉曼光谱相干斯托克斯拉曼散射wp：频率固定was：频率连续可调wR相干反斯托克斯拉曼散射wRwas

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信号强避免荧光干扰高度相干、高度准直的相干光，易与背景光分开。

…相干反斯托克斯拉曼光谱的优点信号强相干反斯托克斯拉曼光谱的优点实验设备DtSampleIriswswpL1L2waSDt实验设备wpwSwpwCARSDtwpwCARSDtwpwCARSDtOPAOPAE0E*实验设备DtSampleIriswswpL1L2waSDt实

生物物理光电过程，电子传输化学反应机理，中间物，反应动力学振动寿命，去相时间，分子内振动能量再分配动力学，溶质－溶剂能量耗散过程（拉曼温度剂）…时间分辨拉曼光谱的应用

生物物理光电过程，电子传输生物时间分辨拉曼光谱的应用生物6H2O+6CO2---------->C6H12O6+6O2类胡萝卜素简介6H2O+6CO2---------->C6H12OF.S.Rondonuwuetal.,ChemicalPhysicsLetters

429(2006)234–238类胡萝卜素内转换过程F.S.Rondonuwuetal.,Chemic类胡萝卜素内转换过程单线态内转换过程：11Bu+31Ag-11Bu-21Ag-11Ag-类胡萝卜素内转换过程单线态内转换过程：11Bu+31Ag-1视紫红质简介视紫红质简介视黄醛异构化结构表征PhilippKukura,etal.Science310(2005)1006视黄醛异构化结构表征PhilippKukura,etaK.T.Tsenetal.

AppliedPhysicsLetters,89,262101,2006时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征K.T.Tsenetal.AppliedPhys时间分辨拉曼光谱用于声子寿命的测量K.T.Tsenetal.AppliedPhysicsLetters,

89,112111,2006时间分辨拉曼光谱用于声子寿命的测量K.T.Tsenet展望

时间分辨拉曼光谱的时间分辨率和光谱分辨率进一步提高:

海森堡不确定原理时间分辨拉曼光谱的应用领域进一步扩大:

与其他技术相结合DmitryPestov,etal.Science316(2007)265DavidW.McCamant,etal.J.Phys.Chem.A2003,107,8208-8214展望时间分辨拉曼光谱的时间分辨率和光谱分辨率进一步Dmit时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征E.D.Grannetal.Phys.Rev.B,1996,53,9838-9846时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征E.D.G拉曼位移与电子速度的关系：拉曼散射截面与电子速度分布函数的关系：时间分辨拉曼光谱用于光电过程电子输运性质的表征拉曼位移与电子速度