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中国科学院大连化物所吴国荣老师做客第161期光电信息大讲堂

作者: 时间:2019-11-05 点击数:

2019年11月1日上午,第161期光电信息大讲堂在光电信息大楼C112会议室举行。受彭家晖教授邀请,中国科学院大连化物所吴国荣老师为广大师生作了题为《大连相干光源的现状和科学应用&水分子高分子激发态的超快动力学》的学术讲座。吴老师的报告分为两个部分。


首先,吴老师向大家介绍了大连相干光源超快激光系统(DCLS)的基本情况。大连相干光源是当今世界上第一台工作在极紫外波段的自由电子激光用户装置。光源的每一个激光脉冲可以发出超过10万亿个光子,波长可在50nm到150nm之间连续可调,具有完全的相干性;该激光可工作在飞秒或皮秒脉冲模式,可使用自放大自发辐射(SASE)或高增益谐波放大(HGHG)模式运行。自由电子激光光源的发展推动物质科学的实验研究由宏观体系深入到单个原子和分子尺度体系、从静态过程到超快的动态过程、从理想实验环境下的研究逐步转向接近真实反应条件下的研究。具有高亮度、超快特性的极紫外自由电子激光可以高效地激发原子分子的外层电子并电离分子自由基,将成为在原子分子层次上,并且在超快时间尺度上研究重要的物理、化学、生物等过程的重要手段,例如研究大气化学、燃烧化学、复杂生物化学过程等。目前,大连相干光源已加入中国科学院重大科技基础设施共享服务平台,可供广大科研人员申请使用。

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吴老师介绍了水分子的高激发态超快动力学研究的最新进展。激发态非绝热过程是几乎所有的多原子分子激发态光化学的核心过程,也是很多光生物化学过程的关键步骤,例如视觉过程、光合作用过程等;其对于深入理解光化学、光物理和光生物过程至关重要。然而,该过程往往发生在飞秒和皮秒时间尺度,高激发态到基态的能级差较大,现有的基于非线性频率转换方法实现的超快光源其亮度无法满足实验需求。大连相干光源提供了解析激发态动力学过程的高亮度极紫外相干光源,借助时间分辨光电子成像(TRPEI)技术,吴老师研究了水分子高激发态超快动力学过程。水分子的高激发态的跃迁通道只能通过超快测量手段来进行,研究发现了水分子D’,D”,F态的新的弛豫通道,并给出了相应过程的弛豫寿命。为了增强可信度,与之前的高分辨红外光谱,共振多光子电离光谱等技术手段的结果对比,交叉印证了这一结果。通过对水分子的超快动力学解析,得到了对水分子量子态跃迁的丰富信息,这是之前通过高分辨红外光谱等方法难以实现。此外,这也为未来解析生物大分子超快动力学行为提供了经验指导。

随后,部分师生就激发态超快动力学研究对光源的波长稳定性要求、水分子超快动力学研究工作的推广和相关技术细节进行了提问。会后组织了午餐会,师生就相关问题进行了更深入的探讨和交流。

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月在加拿大国家科学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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