飞秒时间分辨二维电子光谱仪的研制

基本信息
批准号:21227003
项目类别:专项基金项目
资助金额:300.00
负责人:翁羽翔
学科分类:
依托单位:中国科学院物理研究所
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王专,朱刚贝,党伟,王云鹏,毛鹏程
关键词:
二维电子光谱电子相干飞秒时间分辨非线性光谱电子传能
结项摘要

The real-time observation of electronic coherence is expected as the novel direction in physical chemistry after the realization of observing the vibrational coherence subjected to the wave packet motion of the nuclei in real time. Electronic coherent energy transfer in the photosynthetic and organic macromolecule systems at the ambient temperature have been observed recently, which has been proven as an efficient way of energy transfer. Two-dimensional electronic spectroscopy is a recently developed methodology, which is known as the only mean to observe the electronic coherent dynamics at present. We propose to set up a femtosecond time-resolved two-dimensional electronic spectrometer and utilize it to study the electronic coherence in the energy transfer process of the bacterial photosynthetic antenna light harvesting complexes and the artificial photosynthetic systems. The technique of two-dimensional electronic spectroscopy is based on the phase-stabilized three photon echo method, which record the electronic field and the phase of the photon echo signal by a so-call herodyne detection method with an advantage of background-free detection. Two-dimensional electronic spectrum can be constructed by Fourier transformation of the time domain signals and will be utilized in the investigation of coherent energy transfer process.

电子相干态的实时观测是继振动相干态导致波包核运动实时测量之后化学动力学发展的又一新方向。电子相干态传能途径已经在光合系统及有机高分子体系中被证实,被认为是一种高效传能的新途径。 二维电子相干光谱是近年来发展起来的、也是目前已知的用于研究电子相干态动力学的唯一手段。我们在迫切需要确认细菌光合天线蛋白色素复合体及光合模拟系统中电子相干态传能的情况下,提出建立国内首套飞秒时间分辨二维电子相干光谱实验测量系统。该系统采用飞秒时间分辨三光子回波技术,利用外差测量方法确定光子回波信号的电场和相位,通过两维傅里叶变换构建飞秒时间分辨二维电子光谱,并最终用于光合系统及人工模拟体系相干电子态传能过程的测量。

项目摘要

根据项目申请与计划书的研究内容,成功研制了一台飞秒时间分辨二维电子光谱仪,设备技术指标为:单元光谱数据采集时间段内(6分钟)相位稳定性为λ/120,并且该系统的相干时间延迟线具有最小时间分辨5.7阿秒,经傅里叶变换后获得的二维光谱分辨率可达20波数,实现了项目的预期验收指标。该装置相位稳定性指标接近国际同类设备的最好水平。 . 所研制的二维电子相干光谱仪包括10飞秒,20飞秒非共线光参量放大器个1台,基于衍射光学分光及分束镜分光的飞秒时间分辨二维电子态相干光谱仪各1台(光路部分不同),并编写了配套的labview语言仪器控制软件与matlab语言数据处理软件各1套。应用上述设备,我们研究了细菌叶绿素分支的低振动频模与电子态耦合的相干激发,发现了新的科学现象,即不同振动模在共振拉曼激发过程中的相干耦合,并在实验的基础上提出了新的理论机制,即二维光谱中的多振动模相干耦合的机制。在本项目支持下,编写超快光谱教科书1本,发表论文5篇,申请专利1个,培养博士生7名。.二维电子光谱学方法具有广泛的应用空间,如揭示光合系统中的量子现象、能量传递方式、路径,有机聚合物的单线态分裂,耦合量子阱体系的多体效应等。因此,二维电子光谱装置已由最初的光合体系的超快光谱研究扩展到有机物、半导体材料等领域,我们相信二维电子光谱在未来的超快光谱研究领域将发挥越来越重要的作用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
3

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
4

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022
5

时间序列分析与机器学习方法在预测肺结核发病趋势中的应用

时间序列分析与机器学习方法在预测肺结核发病趋势中的应用

DOI:
发表时间:2020

翁羽翔的其他基金

相似国自然基金

1

基于化学反应飞秒相干控制的飞秒时间分辨相干Raman光谱仪的研制

批准号:21127003
批准年份:2011
负责人:夏安东
学科分类:B0304
资助金额:250.00
项目类别:专项基金项目
2

皮秒时间相关单光子计数光谱仪研制

批准号:69827002
批准年份:1998
负责人:林久令
学科分类:F0507
资助金额:75.00
项目类别:专项基金项目
3

飞秒级时间分辨率光电子成像的电子光学研究

批准号:60171026
批准年份:2001
负责人:周立伟
学科分类:F0122
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
4

飞秒电子衍射系统的研制

批准号:10527002
批准年份:2005
负责人:赵宝升
学科分类:A2008
资助金额:90.00
项目类别:专项基金项目