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2008-06-28 16:11 |
皮秒激光化學(xué)技術(shù)簡述
用皮秒(10-12秒)級脈沖激光技術(shù)研究光化學(xué)反應(yīng)動態(tài)學(xué)的化學(xué)分支學(xué)科。光化學(xué)反應(yīng)總是和激發(fā)態(tài)聯(lián)系在一起的,激發(fā)態(tài)的壽命都很短,很快就衰變到基態(tài),因此,光化學(xué)過程都是速度極快的過程,與此同時還常常伴隨許多光物理過程,弄清光物理過程對于全面認(rèn)識光化學(xué)反應(yīng)也是非常必要的。在液相中,很多光物理和光化學(xué)過程是在小于10-8秒的時間內(nèi)完成的,例如,順-反異構(gòu)體的同構(gòu)化、電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、激發(fā)態(tài)的輻射躍遷、激發(fā)態(tài)分子的碰撞解離等過程。欲觀察這些過程,就必須用皮秒激光脈沖。1966年第一次用鎖膜激光器獲得了皮秒超短脈沖,皮秒光化學(xué)也就隨之誕生。 ':!aFMj^ l;i/$Yu7 皮秒脈沖有兩個特點:①脈寬只有10-12秒。②脈沖功率高。前者能直接研究大部分瞬態(tài)基元反應(yīng),后者使許多過去無法實現(xiàn)的對極微弱的高階非線性現(xiàn)象的觀察成為現(xiàn)實。皮秒脈沖激光的作用有:①用來泵浦反應(yīng)物分子,使其從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)。②用來作探測手段,探測激發(fā)態(tài)或其他中間物的瞬態(tài)行為,測定它們的結(jié)構(gòu),為此需要采用雙激光脈沖,即泵浦激光脈沖和探測激光脈沖。兩個脈沖的時間間隔應(yīng)準(zhǔn)確地加以控制,通常用光學(xué)延遲的辦法,實現(xiàn)同一激光脈沖兩用的目的。 Fx )BMP -_ <z_IL\% 最初,皮秒脈沖在化學(xué)上的應(yīng)用是研究溶液中染料分子激發(fā)態(tài)的壽命和弛豫過程,利用雙皮秒脈沖激發(fā),并檢測其熒光,實時地觀察激發(fā)態(tài)行為。近年來,在化學(xué)動態(tài)學(xué)研究中,將皮秒脈沖與射流技術(shù)(分子束技術(shù))結(jié)合起來,研究單分子反應(yīng)動力學(xué)。一個化學(xué)反應(yīng)過程包含著許多基元反應(yīng),搞清楚這些基元反應(yīng)對于宏觀化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機理研究具有十分重要的意義。 3@\J#mR
UX%J?;g 用皮秒激光脈沖研究順 、反式1,2-二苯乙烯的同構(gòu)化過程,發(fā)現(xiàn)溶解在正己烷中的順式1,2-二苯乙烯在紫外線作用下,首先生成壽命為3皮秒的中間體,然后過渡到壽命為1.35皮秒的激發(fā)態(tài),最后才轉(zhuǎn)變?yōu)榉词?,2-二苯乙烯。 0t7vg#v| t
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