脉冲升温-纳秒时间分辨中红外光谱
原理：脉冲升温（T-jump）时间分辨瞬态红外光谱仪的工作原理是利用钬激光器输出的波长为2.09μm的加热脉冲来产生一个温度跳跃瞬间加热蛋白样品，使得蛋白样品结构发生变化；CO红外激光作为探测光；信号采集系统采集蛋白样品在加热后对该波长红外激光的吸光度与加热之前对该波长的吸光度之差随时间的变化，即其动力学曲线；以蛋白样品加热前后在动力学时间内对该波长的吸光度之差的平均值作为该波长的吸光度差值，通过调节CO红外激光输出波长范围，最终得到蛋白样品结构随温度变化的瞬态红外吸收差谱。
配置：系统由三部分组成：泵浦系统、探测系统和信号采集系统，原理图如下所示。
（1）泵浦系统：泵浦系统是由钬激光器输出的波长为2.09μm的加热脉冲，用来瞬间加热蛋白样品。该激光器是采用闪光灯泵浦的调Q激光器，脉冲重复频率为3Hz，脉冲能量为30mj，脉冲宽度为50ns，光斑直径大约1mm。本实验中蛋白样品对泵浦光吸收率约20%，能够使蛋白样品瞬间升温约15℃。
（2）探测系统：探测系统的核心是一台输出波长连续的一氧化碳分子激光器，是由我们课题组与大连理工大学于清旭老师课题组合作研制的，包括高压稳压电流、光学谐振腔、真空配气系统和波长调节器等部分。光学谐振腔采用全外腔式的调谐腔，由一块曲率半径 R＝5m 的镀金全反镜和一块平面高反射的闪耀光栅构成，腔长为 165cm，放电管的两端是两块布儒斯特窗片。波长调节器：通过计算机控制步进马达转动光栅（150 线/mm，闪耀波长10.3μm）选频，该激光器输出波长的调谐范围为 5.1μm (1961cm-1)到 6.4μm (1562 cm-1)，间隔约为4 cm-1，红外激光模式为TEM00，单波长平均输出功率20mW。蛋白样品在加热后对CO激光的吸光度随时间的变化作为瞬态过程的探测指标。
（3）信号采集系统：光谱采集部分包括单色仪、锑镉汞探测器、前置放大器、滤波器、示波器以及计算机等。锑镉汞(MCT)探测器是光伏型的，用来将探测到的光信号转换成电流信号，采用液氮冷却，波长响应范围在4-11μm，响应时间约为70ns。具体的信号采集流程是：锑镉汞探测器将探测到的光信号转换成电流信号经过前置放大器(1A/104V)放大104倍后，输出电压信号，然后再送入低通滤波器（0-100MHz）滤除高频噪声后，最后通过NI高速采集卡采集后存储在计算机中。受探测器的响应时间和激光脉宽的限制，可以采集的动力学时间最短是20ns，最长是1s，我们实验中就采集到1ms。
应用：脉冲升温（T-jump）时间分辨瞬态红外光谱仪主要用来测量蛋白样品结构变化过程的瞬态红外光谱及其动力学过程。
科研进展：
【2014】蛋白质动态结构脉冲升温-时间分辨红外光谱研究新进展
【2015】高精度脉冲升温-纳秒时间分辨中红外瞬态光谱仪的成功研制
发表论文：
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 2015, 86, 053105
Scientific Reports,2014, 4, 4834
CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS,2013,26,739-746
Biophysical Journal, 2009, 97,2811-2819
CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 2009, 22, 556-562
Biophysical Journal, 2007, 93, 2756-2766
Chinese Journal of Chemical Physics, 2007, 20, 461