中國科學院大連化物所吳國榮老師做客第161期光電信息大講堂

作者: 时间:2019-11-05 点击数:

2019年11月1日上午,第161期光電信息大講堂在光電信息大樓C112會議室舉行。受彭家晖教授邀請,中國科學院大連化物所吳國榮老師爲廣大師生作了題爲《大連相幹光源的現狀和科學應用&水分子高分子激發態的超快動力學》的學術講座。吳老師的報告分爲兩個部分。


首先,吳老師向大家介紹了大連相幹光源超快激光系統(DCLS)的基本情況。大連相幹光源是當今世界上第一台工作在極紫外波段的自由電子激光用戶裝置。光源的每一個激光脈沖可以發出超過10萬億個光子,波長可在50nm到150nm之間連續可調,具有完全的相幹性;該激光可工作在飛秒或皮秒脈沖模式,可使用自放大自發輻射(SASE)或高增益諧波放大(HGHG)模式運行。自由電子激光光源的發展推動物質科學的實驗研究由宏觀體系深入到單個原子和分子尺度體系、從靜態過程到超快的動態過程、從理想實驗環境下的研究逐步轉向接近真實反應條件下的研究。具有高亮度、超快特性的極紫外自由電子激光可以高效地激發原子分子的外層電子並電離分子自由基,將成爲在原子分子層次上,並且在超快時間尺度上研究重要的物理、化學、生物等過程的重要手段,例如研究大氣化學、燃燒化學、複雜生物化學過程等。目前,大連相幹光源已加入中國科學院重大科技基礎設施共享服務平台,可供廣大科研人員申請使用。

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吳老師介紹了水分子的高激發態超快動力學研究的最新進展。激發態非絕熱過程是幾乎所有的多原子分子激發態光化學的核心過程,也是很多光生物化學過程的關鍵步驟,例如視覺過程、光合作用過程等;其對于深入理解光化學、光物理和光生物過程至關重要。然而,該過程往往發生在飛秒和皮秒時間尺度,高激發態到基態的能級差較大,現有的基于非線性頻率轉換方法實現的超快光源其亮度無法滿足實驗需求。大連相幹光源提供了解析激發態動力學過程的高亮度極紫外相幹光源,借助時間分辨光電子成像(TRPEI)技術,吳老師研究了水分子高激發態超快動力學過程。水分子的高激發態的躍遷通道只能通過超快測量手段來進行,研究發現了水分子D’,D”,F態的新的弛豫通道,並給出了相應過程的弛豫壽命。爲了增強可信度,與之前的高分辨紅外光譜,共振多光子電離光譜等技術手段的結果對比,交叉印證了這一結果。通過對水分子的超快動力學解析,得到了對水分子量子態躍遷的豐富信息,這是之前通過高分辨紅外光譜等方法難以實現。此外,這也爲未來解析生物大分子超快動力學行爲提供了經驗指導。

隨後,部分師生就激發態超快動力學研究對光源的波長穩定性要求、水分子超快動力學研究工作的推廣和相關技術細節進行了提問。會後組織了午餐會,師生就相關問題進行了更深入的探討和交流。

吴国荣,中国科学院大连化学物理研究所正高级工程师,博士生导师。1998年于中国科学技术大学获学士学位,2005年于中国科学院大连化学物理研究所获博士学位,毕业后留所工作。2007年10月至2008年5月在加拿大女王大学做博士后研究,2008年5月至2011年10月在加拿大国家科學研究院任助理研究员。2011年11月以所“百人计划”身份回大化所工作。2013年获得中国科学院“引进杰出技术人才”资助。现为大化所超快激光技术与动力学组组长、大连相干光源超快激光系统负责人。

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