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荧光分子返回基态前发射光子的时间。这个时间通常以皮秒到纳秒为单位,对于不同的荧光分子或同一种荧光分子在不同环境中,这个时间是变化的。通过分析这一时间的分布,可以得到荧光分子所处环境的信息。这些信息以颜色编码的形式在图像上显示,从而得到既包含空间分布又含有环境特性信息的成像结果。FLIM技术因其提供的是与荧光强度无关的寿命信息,因此在研究分子相互作用、细胞内pH变化、离子浓度等方面具有独特的优势。二、扫描式荧光寿命成像技术的应用扫描式荧光寿命成像技术(FLIM)的应用在生物学研究领域日益增长,尤其在探索细胞微环境、组织特性鉴定及分析活细胞、组织和生物体的新陈代谢和线粒体功能障碍方面具有独特价值。 ...
荧光寿命成像技术在微塑料识别中的应用微塑料问题已成为全qiu关注的环境问题,其在多种生态系统中的累积导致了对野生生物及人类健康的潜在风险。荧光寿命成像(FLIM)技术作为一种先jin的识别手段,在微塑料研究领域显示出巨大的应用潜力。随着塑料使用量的持续增长,微塑料的环境污染问题日益严重。传统的微塑料检测方法往往耗时且效率不高。FLIM技术提供了一种高效的解决方案,能够通过分析微塑料的荧光寿命来快速识别和分类这些污染物。FLIM技术的核心在于使用荧光寿命作为区分不同物质的依据。荧光寿命是指材料被激光激发后,发出荧光持续的时间。在FLIM设备中,一个特定波长的激光被用来激发微塑料样本。样本吸收激光 ...
收能量后,从基态跃迁到某一激发态上,再以辐射跃迁的形式发出荧光并回到基态。将激发光关闭后,分子的荧光强度也将随时间逐渐下降。假定一个无限窄的脉冲光(δ函数)激发n0个荧光分子到其激发态,处于激发态的分子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。假定两种衰减跃迁速率分别为Γ和Knr,则激发态衰减速率可表示为:其中n(t)表示时间t时激发态分子的数目,由此可得到激发态物种的单指数衰减方程:上式中衰减总速率的倒数τ=(Γ+Knr)-1即为荧光寿命。荧光强度正比于衰减的激发态分子数,因此可将上式改写为:该式中,I0即为分子受激发时的zui大光强。我们将该荧光强度下降至激发时的荧光zui大强度I0的1/e(约37 ...
个NV中心的基态电子自旋亚能级ms=±1在局域磁场存在下发生塞曼分裂,导致 ∆f=±γeBNV/2π的自旋能级发生频移,其中γe为电子回旋磁比,BNV为沿NV对称轴的磁场投影。假设[N]到[NV]的转换效率为1%,NV中心沿金刚石的四个111晶体轴随机取向,平均间距为20nm。因此,ODMR谱呈现出四对共振线,对应于BNV,i=1.4的磁场投影。如果您对磁学测量相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-150.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业 ...
重合,在高于基态的能级上诱导特定相干振动。这些振动分子被第三个“探测”激光探测,通常与泵浦激光频率相同,使它们回到基态并产生频率高于探测激光的反斯托克斯信号(图1)。通过固定泵浦激光的波长和改变斯托克斯光束的频率,可以获得像SRS中那样的宽带测量。CARS实现了信号强度的1000倍提高,并且由于散射光是蓝移的,因此它不受自荧光的干扰。与SRS一样,信号强度的增加允许更短的采集时间,允许高达20 fps的视频速率成像。与SRS不同,CARS信号与浓度呈非线性相关,因此定量成像并不简单。第三种信号增强技术,SERS,依赖于修改样本来增强信号。在SERS中,使用金和银等金属纳米颗粒,当受到入射光的撞 ...
。分子居群从基态通过虚态转移到分子的振动激发态(图1A)。这与自发拉曼散射相反,自发拉曼散射从虚态到振动激发态的转变是自发的,导致信号弱得多。图1.受激拉曼散射原理(A) SRS的能量图。泵浦和斯托克斯束的共同作用通过虚态有效地将样品中的分子从基态转移到第一振动激发态。被激发的振动状态可以通过调节泵和斯托克斯梁之间的频率差来选择。(B) SRS作为能量转移过程。由于分子振动的激励,一个泵浦光子被吸收,一个斯托克斯光子被产生,这分别导致了传输泵浦光束和斯托克斯光束的SRL和SRG。由于分子振动的相干激发(图1B),一个泵浦光子被样品吸收,产生一个斯托克斯光子。这导致传输泵浦和斯托克斯光束强度的损 ...
测原理当处于基态的分子(图1中的S0表示)吸收的光能量等于或大于较高能级的光(S1;S2;:::;Sn),电子在短时间内被激发到更高的能级。电子将经历振动弛豫到激发态的最低振动水平(记为S1),这是一种称为内转换的非辐射过程。从S1电子态,分子通过辐射或非辐射过程回到基态。图1表示了在这些能级中发生的不同发光现象。荧光是分子(荧光团)通过发射可检测的光子(时间尺度为)衰减到基态的辐射过程。荧光发射发生在激发电子能级最低的位置(S1)。这种来自最低激发电子能级的强制发射确保了发射光谱保持不变,并且与激发波长无关。由于振动弛豫和内部转换中的能量损失,发射的荧光光子的能量较低(即发射发生在比激发更长 ...
用荧光分子的基态作为暗态。强制使得荧光分子处于暗态的机制采用受激辐射。当激发光光斑内的荧光分子吸收了激发光处于激发态后,用另一束STED光束照射样品,使损耗光斑范围内的分子以受激辐射的方式回到基态,从而失去发射荧光的能力。即荧光萃灭。这个过程就叫做受激发射损耗。只有损耗光强为零或较低的区域内的荧光分子能够以自发辐射的形式回到激态发出荧光,这样就实现了有效发光面积的减小。为了实现上述目的,损耗光聚焦后的光斑需要满足边缘光强较大,而中心趋于零的条件,一般采用的是环形的空心光斑,如图2所示。图2. 激发光斑(a),涡旋光(b),强度分布的线扫描(c),荧光叠加光斑(d). 传统的方法可以用螺旋相位板 ...
对于频率 (基态原子某一超精细跃迁共振频率)的泵浦光,可以将具有同样速度的基态原子几乎全部都激发到激发态上(或其他基态上),使吸收达到饱和。这时对于探测光,没有对于的原子来共振吸收,预期的吸收不存在,弱光束可以几乎无损的通过原子蒸气。只有速度为或者方向与光束垂直的原子即对光没有多普勒效应的原子会同时和两束光共振,引发饱和吸收现象。通过光电探测器接收后,呈现在示波器上的功率曲线则为吸收峰的状态。铷原子D1线的饱和吸收光谱此外在两个超精细跃迁线的中间,也存在交叉共振吸收峰,其产生的原理同样是多普勒效应。若原子以速度v运动,方向与泵浦光相反,泵浦光与探测光频率均为,由于多普勒效应,该原子“感受”到的 ...
中,光场会在基态和量子系统(例如分子)的相关激发态之间产生一个状态。这种诱导状态,通常被称为虚拟态(在量子光学中也称为修饰状态)。这种状态确实存在,但前提是光场开启。使用激光脉冲时,虚拟状态寿命由脉冲持续时间决定。直观上,第一个光子诱导电子从基态跃迁到虚拟态,第二个光子诱导跃迁到激发态。双光子吸收过程在多光子光学显微镜和多光子光学光刻中至关重要,这两种应用都已商业化多年。多光子光学光刻已成为制造从纳米级到微米级的三维(3D)结构的成熟方法。在3D光学光刻(也称为直接激光写入或 3D 激光纳米打印)中,双光子吸收导致光引发剂跃迁率的缩放,因此曝光剂量与光强度的平方成正比。至关重要的是,这种二次非 ...
激发态跃迁回基态,释放能量,形成稳定的激光输出,但工作介质中的原子受到激励源激发后使处在高能级的原子数数目必须大于低能级上的原子数数目,这样增益大于损耗,才能使光的在谐振腔中不断得到增强产生较强的激光。因此合适的激光工作介质和激励源是激光器必不可少的组成部分。不同的工作物质的激发光源波段各异,如今的激光工作介质有固液气和半导体在内的几千种,并涵盖了从真空紫外到远红外的波段,按波段划分的激光器种类大致如下表:激光器波段(λ)常用工作介质远红外激光器25~1000μm自由电子激光器中红外激光器2.5~25μmCO分子气体激光器(5~6μm)近红外激光器750nm~2500nm掺钕固体激光器(206 ...
足荧光基团从基态跃迁到激发态的能量要求时,多光子激发发生。荧光信号可以是进入生物样品的外源探针(Hpechst,AlexaFluor488等),也可以是内源分子(NAD(P)H或逆转录荧光蛋白)。(2)多光子成像对二次谐波(Second harmonic generation, SHG)生成敏感,即两个光子瞬间将它们的能量转移到一个波长减半的光子上。二次谐波生成不需要荧光基团,但要求分子结构是高度有序和特别对称的。最常见的满足二次谐波生成的生物结构是胶原。(3)多光子成像是一种非线性的过程,信号产生要求功率密度达到MW/cm2的量级。如此量级只有在显微物镜的焦平面才可以达到,因而将可以观测的信 ...
要布居在振动基态(参见上图所示)4. 分子中少量电子布居在较高的振动能级上,因此散射光子的能量可以大于入射光子,(获得能量,波长蓝移)这就是强度相对弱很多的反斯托克斯拉曼散射.5. 入射光子和样品分子相互作用,光子能量的改变量(得到或者失去能量)取决于每个化学键(振动)的特性。并非所有的振动都能在拉曼光谱上反映出来,这取决于分子的对称性。但是可以获得足够的信息,用来对分子结构进行相当精确的表征。因此,C-H键对应的能量改变不同于 C-O对应的能量改变,也不同于金属和氧之间成键的能量改变。通过测量散射光中这些不同波长成分,可以探测到与这些不同波长相对应的不同的键和振动.拉曼光谱能够探测材料的化学 ...
个纳秒内返回基态的概率为50%,在下一纳秒的观察中,又损失了 50%,依此类推,由于光的强度是由在任意时间段内发射的光子数量决定的,因此它与受激分子的存在数量成正比。您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。 ...
生,当原子由基态(低能级)向激发态(高能级)跃迁时,需要从外界吸收一个光子;而当原子由激发态向基态跃迁时,则需要向外界释放一个光子。一个光子的能量:当我们用一个入射光子掠过原子时,就有一定几率使该原子由激发态向基态跃迁,从而释放出一个光子,最终,我们将得到两个光子(入射光子和受激辐射所产生的光子)。并且,原子受激辐射所产生的光子与原入射光的光子是性质全同的,即能量(频率)、偏振、相位都相同。这就是受激辐射的光放大现象,也是激光产生的底层机制。那么,只要我们让足够多的原子受激辐射(从激发态向基态跃迁),不就可以将原入射光放大,从而产生激光了么?虽然原理上是这样,但要产生激光却并没有那么简单,因为 ...
同一个粒子从基态通过连续多光子吸收到达能量较高的激发态。首先,发光中心处于基态G上的离子吸收一个能量为φ1的光子,跃迁至中间亚稳态E1能级,若光子的振动能量恰好与E1能级及更高激发态能级E2的能量间隔匹配,那么E1能级上的该离子通过吸收光子能量而跃迁至E2能级,从而形成双光子吸收,只要高能级上粒子数量够多,形成粒子数反转,那么就可以实现较高频率的激光发射,出现上转换发光。b 能量传递过程ETU能量传递是指通过非辐射过程将两个能量相近的激发态离子A、B耦合,其中A把能量转移给B回到基态,B接受能量而跃迁到更高的能态,从而使B能够从更高的能级发射。c 光子雪崩过程PA光子雪崩过程是激发态吸收和能量 ...
成的分子向其基态跃迁时发射所产生的激光,通常都在紫外波段。KrF Laser(氟化氪激光器)248nmXeCl Laser(氯化氙准分子激光)308nmXeF Laser(氟化氙准分子激光器)351nmHeCd Laser(氦镉激光器325nm, 441.6nm是指工作物质是气体的一种激光器,区别于准分子激光器,气体激光器是由原子能级跃迁产生的激光器,主要激励方式有电激励,光激励,气动激励等,气体激光器一般具有非常好的光束质量和相干性。N2 Laser(氮分子激光器,Nitrogen laser)337.1nm, 427nmAr+ Laser(氩离子激光器)488nm, 514.5nm, 35 ...
子从低能级的基态E1激发到高能级E3上。Er3+在高能级上的寿命很短,很快即以无辐射跃迁的形式衰减到亚稳态能级E2 上。由于Er3+ 在能级E2 上寿命较长,在其上的粒子数聚集越来越多,从而在能级E2和E1之间形成粒子数的反转分布。这样,当具有1550 nm波长的光信号λEr通过这段掺铒光纤时,处于亚稳态能级的粒子即以受激辐射的形式跃迁到基态,并产生和入射光信号光(1550 nm)完全一样的光子,从而大大增加了信号光中的光子数量,也即实现了信号光在掺铒光纤中输出时不断被放大的功能。因此,利用掺铒光纤即可制成掺铒光纤放大器EDFA。掺铒光纤纤芯中铒的掺杂浓度取决于光纤放大器的设计要求,通常掺杂浓 ...
子吸收能量从基态跃迁到某个激发态,再以辐射跃迁的方式发出荧光回到基态。激发停止之后,分子激发出的荧光强度降到激发最大强度时的1/e所需的时间被称为荧光寿命,它表示粒子在激发态存在的平均时间,一般被称为激发态的荧光寿命。荧光寿命仅仅与荧光物质自身的结构和其所处的微环境的极性和粘度等条件有关,而与激发光强度、荧光团浓度无关,因此通常来说是绝对的。通过测定荧光寿命,我们可以直接了解所研究的体系所发生的变化,了解体系中许多复杂的分子间作用过程。时间相关单光子计数法(TCSPC)是目前测量荧光寿命的主要技术,其工作原理如下图所示:使用一个窄脉冲激光激发样品,然后检测样品发出的第一个荧光光子到达光信号接收 ...
从激发态回到基态,缓慢放出较长波长的光,放出的这种光就叫荧光.如果把荧光的能量--波长关系图作出来,那么这个关系图就是荧光光谱.电子从激发态回到基态经历的时间即为荧光寿命.为了评估异质结中载流子的分离和传输特性,可对异质结进行荧光寿命测试.上图红蓝黑色曲线分别对应WS2,ReS2&WS2界面,ReS2的荧光寿命.可以看到ReS2的荧光寿命几乎没有信号,由于ReS2区域的寿命比WS2和界面区域的信号弱得多,因此在这种泵浦探测波长下,无法从ReS2到WS2传输光生载流子.所以从WS2到ReS2的光生载流子的时间动力学可直接评估WS2&ReS2异质结构的质量.如上图的插图所示,蓝色曲 ...
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