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

• 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，以实现较大的光通量（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