بیناب‌سنجی جذب گذرای آب بدون یون توسط تپ‌های لیزر فمتوثانیه تیتانیوم سفایر

بیناب‌سنجی جذبی گذرا امکان مشاهده دینامیک حالت‌های برانگیخته پس از تحریک نوری را در بازه گسترده‌ای از مقیاس‌های زمانی فمتوثانیه تا میلی‌ثانیه فراهم می‌کند. در این مقاله چیدمان اندازه‌گیری بیناب جذب گذرای فوق‌سریع مبتنی بر روش دمش- کاوش با استفاده از تپ‌های فمتوثانیه لیزر تیتانیوم سفایر در طول موج اصلی و هماهنگ دوم آن پیاده‌سازی شده است. بیناب جذب گذرای آب بدون یون به عنوان رایج‌ترین حلال با وضوح زمانی فمتوثانیه در دو حالت تغییرات جذب گذرا در زمان تاخیر ثابت در بازه طول موجی 740 تا 820 نانومتر از تپ کاوش و همچنین طول موج کاوش ثابت در ازای تاخیرهای زمانی مختلف در بازه صفر تا 1/1 پیکوثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل اختلاف جمعیت ایجاد شده در اثر جذب فوتون‌های دمش یک سیگنال منفی که نشان‌دهنده سفیدشدگی تراز زمینه در طول موج 788 نانومتر است، در بیناب تغییرات جذب گذرا مشاهده می‌شود. همچنین سیگنال منفی ناشی از گسیل القایی در طول موج 798 نانومتر نیز در نوار سفیدشدگی تراز زمینه ادغام شده و نسبت به آن 10 نانومتر جابه‌جایی استوکس دارد. بیناب تحول زمانی تغییرات جذب گذرا قلّه جذبی در زمان تاخیر70 فمتوثانیه بین تپ‌های دمش و کاوش را نشان می‌دهد. این قلّه که ناشی از فرآیند جذب دو فوتونی، یکی از تپ دمش در طول موج 392 نانومتر و دیگری از تپ کاوش با طول موج 784 نانومتر می‌باشد، نشان‌دهنده تراز میانی است. با استفاده از برازش داده‌های واهلش و خوراندن تابع نمایی دوتایی طول عمر این تراز 150 فمتوثانیه به دست می‌آید.

transient absorption spectroscopy of deionized water by ti: sapphire femtosecond laser pulses

transient absorption spectroscopy allows the observation of excited state dynamics following optical excitation across a wide range of time scales, from femtoseconds to milliseconds. this article presents an ultrafast transient absorption spectroscopy setup based on the pump-probe method, utilizing femtosecond pulses from a ti:sapphire laser at both fundamental and second harmonic wavelengths. we investigated the transient absorption spectrum of deionized water, the most common solvent, with femtosecond time resolution in two modes: one with a fixed delay time for probe wavelengths ranging from 740 to 820 nm, and the other with a fixed probe wavelength for various time delays up to 1.1 picoseconds. the transient absorption spectra reveal a negative signal peaking at 788 nm, attributed to ground state bleaching caused by the depopulation of the ground state induced by the pump. additionally, a negative signal at 798 nm, resulting from stimulated emission, overlaps with a 10 nm stokes shift of the ground state bleaching band. the temporal evolution of the transient absorbance spectra shows an absorption peak at a 70 femtosecond delay between the pump and probe pulses, indicating an unstable intermediate level resulting from a two-photon absorption process—one photon from the pump pulse at 392 nm and another from the probe pulse at 784 nm. fitting a biexponential function to the relaxation data yields a lifetime of approximately 150 femtoseconds for this intermediate leve.