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日立分析儀器(上海)有限公司

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Omni-TAM900 寬場飛秒瞬態吸收成像系統

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激光技術

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北京卓立漢光儀器有限公司是一家集光學、精密機械、電子、計算機技術于一體的高*技術企業。卓立漢光自1999年起,通過數年的不斷努力,成長為光電儀器廠商之一。目前公司的電控位移臺、手動位移臺、光學調整架等產品已經形成產品系列化,規格多元化,國內多家科研單位、激光加工設備廠商、光纖設備廠商在使用我們的產品。2000年推出我司套量產型三光柵光譜儀后,不斷推出了多套熒光、拉曼、光電探測器光譜響應、太陽能電池檢測等光譜測量系統,廣泛應用在眾多高校和科研院所的研究與試驗,為國家科技創新貢獻了一份力量,產品憑借優良的品質遠銷歐美、東南亞等海外市場。 2005年10月在同行業中通過ISO9001質量管理體系SGS認證。2010年取得國家高*技術企業認定,2016年卓立漢光技術中心順利通過市級技術中心評審。

 

卓立漢光主要生產經營:熒光/拉曼光譜系統、各類光譜測量系統、太陽能電池檢測儀器、光柵光譜儀、各類型光源及探測器、電控精密位移臺、手動精密位移臺、光學調整架、光學平臺、光學元件等系列產品。


我們誠心聆聽用戶的需要與批評,作為不斷改進的動力,能讓您滿意卓立漢光的產品及服務,就是我們的成就。因此我們以卓立漢光的光機產品提供 “終身保固”的承諾,來表達我們對產品的信心。


我們堅持從設計、零件選型、制造、裝配、檢驗、包裝、運輸、直到售后服務做好*質量保證,就是要讓您 “付有所值”,以合理的價位得到優質的產品,這是我們對您選擇卓立漢光真誠的回報。

卓立漢光始終以滿足用戶需求為宗旨,分別于上海、深圳、成都、西安設立分公司,為用戶提供及時周到的銷售與技術服務。“研發創新、快速反應、優質服務” 是我們的經營理念, 公司長期重視優質高效、短時間為客戶開發產品及提供技術支持。卓立漢光真誠地希望與國內外同仁攜手合作,為推動我國光電產業迅猛發展做出貢獻。

 

 

 

光譜儀,拉曼光譜,熒光光譜,太陽能電池檢測,位移臺,滑臺,光學調整架,電動滑臺,光學平臺,光學元件

應用領域 綜合

背景介紹—瞬態吸收光譜和瞬態吸收成像的應用
基于泵浦探測(Pump-Probe)原理的瞬態吸收光譜,在頻率維度和時間維度上提供了豐富的光譜和動力學信息,過去的幾十年應用于物理、化學、材料、能源、生物等廣泛領域。當今,許多領域科學研究的范式和需求都在不斷更新。尤其是隨著鈣鈦礦光伏、二維材料、量子器件、高溫超導等前沿領域的發展,科學家迫亟需在空間維度上揭示載流子等微觀離子的遷移和演化規律,研究微納米材料的物理態在空間分布上的異質性。瞬態吸收成像,可在空間和時間維度上研究微觀粒子和能量的運動和演化,是研究微觀粒子和能量的時空演化、闡釋微觀機制的重要工具。

瞬態吸收成像,一般有兩種實現方式,點掃描成像和寬場成像。相對點掃描成像,寬場成像模式具有速度快、通量高,成像質量更加細膩的特點。

Omni-TAM900為北京卓立漢光儀器有限公司全新推出的一款寬場飛秒瞬態吸收成像系統。該系統集成像和動力學于一體,聯合飛秒泵浦-探測技術和顯微技術,通過自主知識產權的干涉放大技術增強圖像信噪比,可獲得高質量的成像效果并大幅度縮短測試時間。

儀器基本功能和性能:儀器具有點泵浦-寬場探測,和寬場泵浦-寬場探測兩種工作模式。分點泵浦模式可用于測量載流子遷移和熱導率等;寬場泵浦模式可用于測量載流子分布和物理態的空間異質性等。


儀器特點和創新
高靈敏、高通量,可測量到單個納米顆粒、單層石墨烯乃至單層分子晶體的瞬態吸收信號。


儀器原理和實現方式

Omni-TAM900寬場飛秒瞬態吸收成像系統原理如下圖所示,經過飛秒激光器和光學參量放大器(OPA)之后出來的飛秒激光,通過顯微鏡的光學系統進入,并作為泵浦光源激發樣品,而另一束經過空間調制的探測光在一定的時間延遲之后也經過顯微系統到達樣品,樣品在激發態對探測光產生的吸收情況會被顯微鏡上的sCMOS 相機記錄下來。通過調節光學延遲線(Optical Delay Line),得到樣品在不同延遲時間下的sCMOS圖像。

Omni-TAM900 可以有兩種成像模式(如下圖所示): 聚焦泵浦光模式(點泵浦,寬場探測)和寬場泵浦光模式(寬場泵浦、寬場探測),前者主要用于研究載流子的遷移,后者用于檢測載流子的空間分布狀況。


軟件

軟件可進行同步采集,自動控制和處理,載流子的壽命、載流子的遷移速率、載流子的分布、動力學等信息均可以通過軟件得到。


應用方向及實測數據
Omni-TAM900寬場飛秒瞬態吸收成像系統是測量載流子時空演化的強大工具,可廣泛應用于物理、材料及器件的前沿研究,比如:太陽能電池、低維材料、量子器件、超導材料、新型半導體、納米催化、生物傳感等,對納米尺度和飛秒時空尺度中的超快的物理、化學及生物過程進行監測。
金屬鍍膜中的載流子遷移和熱擴散
10 nm厚金屬薄膜上的超快熱載流子和熱擴散,采用儀器的點激發,寬場探測模式。
半導體中的載流子遷移和熱擴散
同時監測Si基半導體中的載流子遷移和熱擴散(可測量半導體材料的熱導率),采用儀器的點激發,寬場探測模式。
光伏材料中的載流子遷移和演化
鈣鈦礦CsPbBr3載流子成像,遷移動力學及邊緣態動力學研究。采用儀器的寬場激發,寬場探測模式
催化材料中的熱載流子分布和“熱點”
局部熱電子密度高、壽命長,可能具有更高的催化活性。采用儀器的寬場激發,寬場探測模式。
新型二維材料中的邊緣物理態研究
二維WS2中激子分布情況,激子壽命研究??梢钥吹?,多層的邊緣具有更高激子密度和更長激子壽命
技術參數

光源

飛秒激光 +OPA,激光波長范圍取決于應用場景

檢測器

sCMOS

成像空間分辨率

500 nm

載流子遷移定位精度

30nm

時間分辨率

500 fs (100 fs 激光脈沖條件下)

時間延遲線

0-4 ns/0-8 ns

顯微鏡模塊

倒置顯微鏡,上方為開放空間,后期可兼容低溫模塊、探針臺、電學調控、磁場等特殊實驗場景。

測量模式

點泵浦 + 寬場探測(載流子遷移)

寬場泵浦 + 寬場探測(載流子分布)

儀器工作模式

反射 / 散射

已發表文獻:
J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 13928專li:202110510123.X(以上展示的所有實測數據均為本型號儀器測得,并已公開發表,更多細節請查閱以上文獻)。

更多參考文獻:
(為了方便用戶參考研究前沿,如下列出一些國際上利用瞬態吸收成像方法的研究案例。這些數據并非用該型號儀器獲得,但是卓立Omni-TAM900儀器可實現這些應用場景中的絕大多數功能。如有特殊需求,歡迎與卓立漢光聯系。)
Science 2017, 356, 59 (鈣鈦礦超長熱載流子)
Nat. Mater. 2020, 19, 617 (轉角二維量子異質結)
Science 2021, 371, 371 (超導材料電荷密度波)
Science 2022, 377, 437 (立方砷化硼超高載流子)
Nat. Mater. 2020 , 9, 56 (材料中的攜能載流子)


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