利用微秒时间分辨红外光谱仪快速测量氟苯振动斯塔克光谱
振动斯塔克光谱(VSS)是一种直接测量凝聚态物相VSE的实验方法,它可以定量给出振动模式对外部电场的敏感性,并用斯塔克调谐率来表示,单位是cm-1/(MV/cm)。一般情况下中红外波段的VSS谱可以通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)测得。然而,FTIR光谱仪所使用的红外光源一般亮度较低,再考虑到VSS信号的低灵敏度和冷冻样品的各向同性等因素,要得到一个较好的VSS光谱,通常需要较长的测量时间,而电场的长时间施加无疑会增加样品介电击穿的几率。近期IRsweep公司及斯坦福大学Jacek Kozuch团队利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1(Dual-comb spectrometer, DCS)成功克服了这一问题[1]。他们利用双光梳光谱仪测量了氟苯的斯塔克光谱,并发现在测量时间缩短250倍的情况下,DSC方法仍可获得与FTIR方法相媲美的定性和定量数据。对氟苯的斯塔克调谐率估算结果显示,DCS方法测得数值((0.81± 0.09)cm-1 /(MV / cm))和之前报道测量数值0.84 cm-1 /(MV / cm)相吻合,并且相较传统FTIR方法测得数值((0.89± 0.15)cm-1 /(MV / cm))更加。更进一步,在数据信噪比(SNR)方面,DCS表现也更胜一筹。该应用成功证明IRis-F1双光梳光谱仪所用的DSC技术可以通过其高速、短时和高亮度的特点将振动斯塔克光谱的应用领域加以拓展,并且其0.328cm-1的谱采样率相较于传统FTIR也更具优势。