時間分辨光譜

時間分辨光譜（time-resolved spectrum）是指通過記錄到的光譜隨 時間的變化，了解在瞬時過程中的發生的事件和過程，從而得到穩態光譜（積分光譜）中無法得到的信息。

基本介紹

• 中文名：時間分辨光譜
• 外文名：time-resolved spectrum
• 學科：光譜學
• 特徵：記錄光譜在瞬時過程發生的事件

概念解釋

時間分辨光譜是指一種能觀察物理和化學的瞬態過程並能分辨其時間的光譜。在液相中，很多物理和化學過程，如分子的順－反異構和定向弛豫、電荷和質子的轉移、激發態分子碰撞預解離、能量傳遞和螢光壽命，以及電子在水中溶劑化等，僅需10秒就能完成。只有在皮秒雷射脈衝實現後才有可能及時地觀察這些極快過程。1966年第一次利用鎖模 Nd：YAG雷射器獲得了皮秒的超短光脈衝。現今又利用聲光調製鎖模染料雷射器獲得10秒的光脈衝。利用光學延遲（10秒/30厘米）或同時泵浦兩台染料雷射器，可準確地控制泵浦和探測雷射脈衝的時間間隔。

在氣相中，由於分子間作用較弱，小分子之間的傳能和反應所需的時間大都在納秒到毫秒數量級，使用輸出脈寬為10納秒的準分子雷射和染料雷射來進行泵浦和探測，就能研究分子傳能過程等。

由於所研究的過程極為短暫，典型情況下具有納秒（1納秒=1×10秒）乃至飛秒（1飛秒=1×10秒）量級，因而要求激發光源為短脈衝或者超短脈衝的可調諧光源，脈衝染料雷射和摻鈦藍寶石雷射常被用於時間解析度光譜研究。用時間分辨光譜研究微觀粒子的運動規律和相互作用，導致了很多新現象、新機理的發現。如研究了分子間的能量轉移、電子在分子中的內轉移、化學反應的動態過程，以及光生物學中的基本過程等。

套用

研究分子激發態壽命常用條紋相機法和泵浦探測方法。前者直接測量螢光壽命，簡單易行，精度高，但系統較昂貴；後者則通過測量激發光與發射光之間的時間延時獲得分子激發態壽命。用螢光光譜法鑑別物質種類有時會碰到不同物質螢光光譜十分相近而難以區分的情況，這時便需要用時間分辨光譜來鑑別。