Helios飞秒瞬态吸收光谱仪

HELIOS 是一款自动化飞秒瞬态吸收光谱仪，它设计用于各种飞秒放大激光器，包括高能量 Ti：Sapphire 飞秒放大器和高重复率 Yb 飞秒放大器。结合获得的光学延迟块，HELIOS 提供了较好的性能和用户友好性。

产品特性：

宽探测光谱范围

* 在基本波长（Ti：Sapphire 为 ~800 nm，Yb 为 ~1030 nm）周围探测需要手动调整滤光片。

针对瞬态吸收优化的光谱分辨率
对于瞬态吸收，更高的光谱分辨率并不总是更好。绘制出所有光谱特征很重要，但为探测器的每个像素提供足够的探测光也很重要。这两个参数相互抵制——当探测光不足时，数据可能有噪声；如果没有足够的光谱分辨率，一些重要的特征可能会被遗漏。因此，我们将光谱分辨率配置为足以在凝聚相实验中解决实际问题，但不会过高，以允许探测器上有足够的探测光。

8 ns 时间窗口，可扩展至 ms

ns窗口是通过使用直接驱动高速光延迟线实现的。延迟块光学元件采用定制设计的支架，以提高光束对准的可重复性和整体可靠性。该延迟线具有高分辨率和高速度的特点。高速扫描非常重要，因为它允许伪随机步进，而不会显著增加实验时间。这种类型的步骤对于最大限度地减少激光不稳定和样品降解的影响非常有用。

标准的 8 ns 时间窗口可通过 EOS 插件扩展到ms。

光延迟线规格：

• 时间窗口：8 ns

• 分辨率：14 fs

• 最小步长：2.8 fs

• 最大速度：>10 ns/s

• 加速度：> 260 ns/s^2

• 自动对准时间：3-5 分钟

• 光束指向漂移：<10 μm，延迟范围为 8 ns

反射探测光管理

我们使用离轴抛物面反射镜来准直和聚焦 Helios 中的探测光。这导致样品处出现 ~50 μm 的探测束腰。紧密聚焦探测光束允许使用低至数十 nJ/脉冲低能量激发而不会牺牲信号幅度。
此外，在探测路径中使用反射光学元件可以提高设备的时间分辨率。

内置自动化

• 自动光学延迟线对准 （Smart Delay LineTM）。

• 在 UV、VIS、NIR 和 SWIR 光谱范围之间自动切换。

• 自动泵浦光束对齐

探测器
所有 Helios 探测器都是带有线性阵列探测器的光纤耦合光谱仪。每个光谱仪都有一个像差校正的凹面光栅，以实现最大的光通量（对于高质量数据至关重要）。ADC 分辨率高达 16 位。所有探测器都安装在光学工作台外的 19 英寸电子机架中。

UV-VIS紫外-可见范围：对于此光谱范围，我们有两种探测器选项：

• CMOS：这款 1024 像素 CMOS 传感器非常适合高速数据采集。允许进行高达 5 kHz 的单个激光脉冲检测。光谱响应：200 – 1000 nm。典型的光谱范围跨度为 600 nm（即 350 – 950 nm）。

• CCD 传感器：这款 2048 像素的背照式 CCD 传感器非常适合 1 – 2 kHz 激光器，具有非常高的灵敏度和动态范围。光谱响应：200 – 1000 nm。典型的光谱范围跨度为 600 nm（即 350 – 950 nm）。光谱采集速率 – 高达 2000 个光谱/秒。

NIR 光谱范围：这款 256 像素 InGaAs 传感器在光谱分辨率和灵敏度之间实现了很好的平衡。光谱响应：800 – 1600 nm。典型的光谱范围跨度为 800 nm（即 800 – 1600 nm）。光谱采集速率 – 高达 5000 个光谱/秒。
SWIR 光谱范围：256 像素 InGaAs 传感器（光谱响应：1000 – 2600 nm）。典型的光谱范围跨度为 800 nm（即 1600 – 2400 nm）。光谱采集速率 – 高达 5000 个光谱/秒。

大面积样品处理
宽敞的 （350 mm x 250 mm） 样品室和可拆卸的侧板便于安装低温恒温器、平移样品架，甚至可以耦合到外部磁铁。此外，只需在样品周围留出更多空间，即可更轻松地处理样品。

样品架选项
磁力搅拌器允许使用封闭的比色皿（≥2 mm 长），并且可以与简单的比色皿支架一起使用。平移样品架可以栅格较薄的比色皿（不易搅拌）、薄膜、晶圆等。平移样品架可以处理透射和反射样品。

探测参考选项
HELIOS 有一个用于第二个探头（参考）通道的选项。在这种情况下，探针光束在穿过样品之前被一分为二。当一个臂穿过样品时，另一个臂被直接发送到参考光谱仪，该光谱仪监测探针光束强度的波动。这种方法的主要优点是，它允许用户以较少的平均激光脉冲数实现规定的信噪比。该方法推荐用于激光发射次数严重受限的低重复率和/或易光降解样品的实验。

计算机控制滤光片转盘
自动切换，用于不同的泵浦能量等。

HELIOS 显微镜选项
我们提供两种选项来执行空间分辨瞬态吸收测量。

Helios 显微镜 共聚焦 共聚焦显微镜	WIDEFIELD 显微镜
这实际上是 Helios，具有非常紧密的光束聚焦在样品上。借助它，您可以从样品上的特定点提取瞬态光谱和动力学。	它旨在同时对样品上多个点的动力学数据进行成像。

软件

HELIOS 数据采集软件内置支持所有关键光学元件的自动对准，基本上无需手动操作。
该软件也非常用户友好且用途广泛：

• 自动对准光延迟块。

• 泵梁的自动对准。

• UV、VIS、NIR 和 SWIR 模式之间的计算机控制切换。

• 支持计算机控制的平移样品架。

• 支持泵浦光束百叶窗。

• 支持电动滤光片转盘，用于自动泵强度控制。

• 保存每个单独的动力学扫描，因此如果实验中止（由于激光波动、停电等），所有先前的扫描都不会丢失。

• 阈值调整自动连续谱尖峰抑制 - 高级设置，如果连续谱不稳定，则再次收集数据点。

• 当使用适当的光学元件时，自动进行各向异性计算，并包括一个参考通道。

• 支持多个切碎机，以促进自定义实验。

• 提供 HELIOS 的 API（应用程序编程接口），用于进一步的实验定制和与外部应用程序的集成。

应用

Helios IR 可用于监测中红外光谱区域吸收的光诱导物质。例如，低带隙纳米材料中的振动激发态、电荷载流子和电子激发态等。

HELIOS IR 有用的一些研究领域是：

• 光物理学

• 材料科学

• 光化学

• 纳米科学

• 光生物学

• 瞬态光谱法

• 细胞生物学

HELIOS 所有者正在各种项目中使用该仪器：

单壁碳纳米管上的光处理
富勒烯和酞菁三联体中的光处理
双光子发色团的光物理性质
胶体金属纳米颗粒中的等离激元阻尼
非线性吸收铂配合物
金属纳米粒子的表面等离子体共振
银纳米点荧光闪烁
使用染料簇进行红外光子收集
金纳米颗粒中的声学振动
龙虾色素的飞秒光谱法
金属纳米颗粒的材料特性
类胡萝卜素的几何异构体
硒化镉量子点的光化学
光激发金簇中的量子约束
PbS 纳米颗粒的非线性吸收
超分子金属环中的光学激发
近红外中的非线性吸收和光限制
聚噻吩薄膜中的超快 Polarion 和 Triplet 激子形成
聚合物太阳能电池上的甲烷富勒烯阳离子
低聚烯和低聚噻吩的电子性质
酞菁和卟啉的超分子砾岩
钌 （II）/锡 （IV） 多卟啉阵列中的光诱导电子转移
金属超分子盒中的光诱导过程
棒状双核 Ru（II） 配合物中的光诱导能量转移
多层三吡啶官能化苝双酰亚胺金属配合物
卟啉-苝二酰亚胺对称三联体中的光诱导过程