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二維電子光譜（2DES）是一種超快激光光譜技術,，可以探測樣品的電子,、能量和空間分布,。它類似于核磁共振技術，能以高空間分辨率確定復雜的分子結構,，是一種能使結構生物學發(fā)生革命性變化的光譜技術,。二維電子光譜（2DES）是時間分辨非線性光學實驗設備，因為它能提供有關系統(tǒng)三階非線性響應的最大信息量,，而且任何其他三階非線性光譜（如泵浦探針）都包含在二維光譜中。在具有多個相互作用成分的系統(tǒng)中,，二維非線性光譜可充分發(fā)揮其威力,。2DES可提供二維光譜,，展現(xiàn)激發(fā)與發(fā)射頻率之間的相關性,，同時具有很高的光譜和時間分辨率。2DES可以剖析擁塞的光譜,，揭示躍遷之間的分子聯(lián)系,，從而為闡明樣品的整體功能提供了一種方法。
這項技術要求樣品與3個激光脈沖序列相互作用,，并且其中兩個必須是具有可變延遲的鎖相復制脈沖，可通過NIREOS的GEMINI-2D干涉儀輕松生成,，方法是將其置于樣品之前的泵浦光束中,，從而將泵浦探測裝置轉變?yōu)?DES光譜儀。
2DES的優(yōu)勢
與其他非線性光譜技術相比，2DES具有以下優(yōu)勢：
(i) 在一維實驗中，有可能將光譜重疊的非線性信號分開,，從而將其區(qū)分開來,。對交叉峰的分析可揭示樣品吸收光譜中的不同躍遷是來自相同、還是不同的分子種類,，并可量化不同激發(fā)態(tài)之間的耦合和相關性,。
(ii) 2DES可消除不均勻展寬，測量光學躍遷的均勻線寬,，從而在高度擁擠的光譜中找出單個信號,。
(iii) 2DES可以實時跟蹤光激發(fā)后耦合電子動力學演變的平行路徑。這使得二維技術成為一種特別強大的工具,，可通過多個通道同時跟蹤從起點到終點的激發(fā)能量轉移過程,。
(iv) 2DES克服了傅立葉極限，同時獲得高時間分辨率（跟蹤飛秒時間尺度上發(fā)生的動態(tài)變化）和光譜分辨率（以高光譜精度分辨重要帶寬上的激發(fā)和發(fā)射能量）,。
(v) 通過分析交叉峰來探測分子間的電子耦合,，或操縱脈沖極化，可以獲取有關發(fā)色團相對空間排列的結構信息,。2DES可以將分子結構（由X射線晶體學確定）與電子能級聯(lián)系起來,，在某些情況下，它還可以幫助人們深入了解未知的分子結構,。
工作原理
在選定的探測波長和固定的時間T2下,，振蕩瞬態(tài)信號是兩個泵浦脈沖之間相對延遲T1的函數(shù)。
對每個探針波長的T1函數(shù)進行傅里葉變換,，就可以獲得與探測波長和激發(fā)波長函數(shù)相關的二維譜圖,。
