우리의 프로토콜은 화학 및 생화학 반응의 초기 단계에서 pi-conjugated 분자의 구조와 역학을 조사하는 데 특히 강력합니다. 이 기술은 감도가 약간 더 높으며 오늘날 사용할 수있는 검출기가있는 근적외선의 기존의 시간 해결 된 자발적인 라만 분광법보다 측정 시간을 단축합니다. 시작하려면 여기에 표시된 대로 광학 설정을 완료합니다.
먼저 레이저 빔을 정렬합니다. 티타늄 사파이어 레이저가 켜져 있고 워밍업을 하면 아이리스 2 뒤에 명함을 놓아 화면 역할을 합니다. 빔이 홍채의 중심을 통과할 때까지 거울을 조정합니다.
그런 다음 레이저 빔이 홍채 2의 중심을 통과 할 때까지 미러 2를 조정합니다. 정렬되면 빔이 홍채 와 홍채 2의 중심을 동시에 통과시키는지 확인합니다. 레이저가 제대로 정렬되면 광학 지연 선을 정렬하기 시작합니다.
먼저 스테이지 컨트롤러의 방향 버튼을 사용하여 이동할 수 있는 한 스테이지를 미러 2로 이동합니다. 그런 다음 빔이 홍채 중심을 통과할 때까지 미러를 조정합니다. 그런 다음 미러 2에서 이동할 수 있는 스테이지를 멀리 이동합니다.
빔이 홍채 의 중심을 통과 할 때까지 거울 을 두 조정합니다. 이제 스테이지를 빔 입력에 최대한 가깝게 이동하고 빔이 여전히 홍채 의 중심을 통과하는지 확인합니다. 다음으로, 미러 3의 위치에서 홍채 를 제거하고 광학 지연 라인에 3 및 4 개의 거울을 배치합니다.
빔이 홍채 2의 중심을 통과 할 때까지 거울을 3 및 4 조정합니다. 인시던트 빔 경로에 가변 중립 밀도 필터를 사용하면 사파이어 플레이트 뒤에 명함을 화면으로 놓습니다. 화면에서 노란색 흰색 반점이 관찰될 때까지 필터를 돌려 전송된 빔의 전력을 점진적으로 증가시면 됩니다.
그런 다음 보라색 링이 화면의 노란색 흰색 반점을 둘러싸고 될 때까지 필터를 매우 신중하게 동일한 방향으로 돌립니다. 다음으로, 라만 펌프 빔을 정렬하기 위해, 광학 파라메트릭 증폭기의 출력 빔 경로에 볼륨 정지 반사 밴드패스 필터를 배치합니다. 빔 스팟을 관찰하기 위해 거의 IR 센서 카드를 사용하여 밴드패스 필터와 미러 17을 조정합니다.
프로브 스펙트럼 최적화를 시작하려면 연속 측정을 실행하고 디스플레이에서 검출기 수를 최대화합니다. 이를 위해 하프 웨이브 플레이트를 점진적으로 회전시합니다. 이어서, 가변 광학 밀도 필터 하나를 회전시킴으로써 사고 펄스의 강도를 점진적으로 증가시한다.
최대 및 최소 검출기 수가 각각 약 30, 000 및 4, 000에 도달할 때까지 이 작업을 수행합니다. 큰 진동 패턴이 관찰되기 시작하면 패턴이 사라질 때까지 가변 광학 밀도 필터를 반대 방향으로 회전시십시오. 공간 중첩을 위해 광학 헬기를 라만 펌프 빔 경로에 배치합니다.
그런 다음, 샘플 위치에 가까운 IR 센서 카드를 배치합니다. 라만 펌프와 프로브 빔의 반점이 서로 완전히 겹칠 때까지 미러(21)를 조정하여 라만 펌프 빔의 방향을 조정합니다. 시간 적 중첩을 설정하려면 라만 펌프와 프로브 빔이 공간적으로 서로 겹치는 샘플 위치에 인듐 갈륨 아르세니드 핀 포토디오드를 배치합니다.
다음으로, 라만 펌프와 프로브 펄스가 동일한 위치에 도달할 때 모니터링하기 위해 포토다이오드의 신호 출력을 초당 500메가헤르츠 5기가 샘플에 연결한다. 오실로스코프의 수평 스케일을 분할당 1나노초로 설정하고 라만 펌프 및 프로브 펄스가 다른 펄스를 차단하는 신호 강도의 피크 시간을 읽습니다. 마그네틱 기어 펌프의 입구와 출구 튜브를 사이클로헥산 30밀리리터를 함유한 병에 부착하고 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 사이클로헥산이 흐르기 시작합니다.
연속 측정을 실행하고 디스플레이에서 사이클로헥산의 자극 라만 밴드가 관찰되는지 확인합니다. 중앙 파장을 1, 410 나노미터로 설정하면 55~58픽셀에 가장 강한 사이클로헥산 밴드가 나타납니다. 자극된 라만 밴드가 감지되면 디스플레이의 밴드 강도를 최대화합니다.
반복적으로 리딩 거울(21) 광학 헬기의 회전 단계, 광학 지연 선 2의 위치로 이 작업을 수행한다. 단일 측정을 실행하고 스펙트럼을 텍스트 파일로 저장합니다. 그런 다음, 저수지에서 톨루엔을 제거하고 마그네틱 기어 펌프의 입구/출구 튜브를 1X 10번 으로 톨루엔 용액의 25밀리리터를 함유한 병에 베타 카로틴 리터당 음수 4개의 두더지가 부착한다.
그런 다음 샘플 솔루션흐름을 시작합니다. 다음으로, 광학 헬기를 액티닉 펌프 빔 경로에 배치합니다. 빔 덤프를 액티닉 펌프 빔의 경로에서 라만 펌프 빔의 경로로 이동합니다.
그런 다음, 근거리 IR 센서 카드 대신 명함을 사용하여 샘플 위치에서 액티닉 펌프 및 프로브 빔을 공간적으로 겹칩니다. 연속 측정을 실행하고 디스플레이에서 베타 카로틴의 일시적인 흡수가 관찰되었는지 확인합니다. 흡수 밴드는 더 긴 파장을 향해 단조롭게 감소하거나 0 및 511 픽셀 주위에서 두 개의 최대격으로 나타나는 모양으로 나타납니다.
일시적인 흡수 밴드가 감지되면 미러(32)를 재조정하여 흡수 강도를 최대화합니다. 연속 측정을 중지한 다음 과도 흡수가 완전히 사라질 때까지 광학 지연 라인 1의 위치를 줄입니다. 라만 펌프 빔 경로에 광학 헬기를 배치하고 라만 펌프 빔 경로에서 빔 덤프를 제거합니다.
그런 다음 드롭다운 메뉴에서 SK 스테이지를 선택하는 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 시간 해결 실험을 실행합니다. 시간 해결 된 흡수 스펙트럼의 측정 후 일시적인 흡수 신호가 사라진 위치에 비해 약 50 미크론으로 작은 범위 A의 시작 위치를 입력합니다. 펨토초 시간 해결 에 가까운 IR 자극 라만 분광법은 베타 카로틴 및 톨루엔 용액에 적용되었다.
베타 카로틴과 톨루엔의 스펙트럼은 여기에 표시됩니다. 원시 스펙트럼에는 용매 톨루엔의 강력한 라만 밴드와 지상 상태의 베타 카로틴의 약한 라만 밴드뿐만 아니라 광흥분 베타 카로틴의 라만 밴드가 포함되어 있습니다. 여기에 동일한 스펙트럼이지만 광전성 전에 하나의 피코초에서 동일한 솔루션의 자극된 라만 스펙트럼을 사용하여 빼는 것이 여기에 있습니다.
감산 후 스펙트럼은 광흥분 베타 카로틴 및 /또는 기타 비선형 광학 공정의 흡수에 의해 발생하는 왜곡 된 기준선을 보여 주었다. 다항 함수로 수정된 후 기준선이 평평해졌습니다. 이 그림에서, 베타 카로틴의 시간 해결 자극 라만 스펙트럼은 1, 400 대 1, 800 역 센티미터 지역에서 두 개의 강한 밴드를 보여 주었다.
0 피코초에서 넓은 자극 라만 밴드는 S2 베타 카로틴의 상C 이중 본드 C 스트레치 진동에 할당되었다. 그것의 피크 위치는 1, 556 역 센티미터로 추정되었다. S1 베타 카로틴의 상급 C 더블 본드 C 스트레치 밴드가 S2 C 더블 본드 C 스트레치 밴드가 붕괴되면서 등장했습니다.
S1 C 더블 본드 C 스트레치 밴드의 최고 위치는 0.12에서 5 picoseconds로 8 개의 역 센티미터로 업시되었습니다. 라만 펌프와 프로브 빔의 반점이 서로 완전히 겹칠 때까지 라만 펌프 빔의 방향을 반복해서 조정하여 사이클로헥산의 자극된 라만 밴드를 찾는 것이 중요합니다. 이 절차는 화학 반응 역학에 더 깊이 보기 위하여 그밖 femtosecond 시간 해결한 실험에 즉시 이용될 수 있습니다.
이 절차는 연구원이 pi-conjugated 분자의 화학을 탐구할 때 새로운 질문에 대답할 수 있게 해 줄 것입니다. 이 절차를 수행하는 동안, 강한 레이저 빛으로부터 눈을 보호하기 위해 안전 안경을 착용하는 것을 잊지 마십시오. 여기에는 분산 광이 포함됩니다.
