Afin de réaliser simultanément une caractérisation ultrarapide des matériaux avec une haute résolution spatio-temporelle, cet article a conçu et construit un système de mesure de spectre de fluorescence ultrarapide à résolution temporelle picoseconde basé sur un spectromètre Raman confocal à microscopie fluorescente. Le système intègre une source d'excitation laser femtoseconde, un module de spectroscopie Raman confocal à microscopie et un module de détection par comptage de photons uniques corrélé dans le temps. Grâce à l'accouplement optique et la collecte synchrone du signal, des spectres Raman et des images à résolution spatiale submicrométrique, des spectres et images de photoluminescence, ainsi que la mesure de la durée de vie de la fluorescence à résolution temporelle picoseconde ont été réalisés. Les résultats expérimentaux montrent que le système peut obtenir des informations sur la dynamique de recombinaison des porteurs à l’échelle picoseconde, il supporte un balayage multi-mode Raman et fluorescence, et a réussi à construire une plateforme de caractérisation tridimensionnelle « espace-temps-spectre », fournissant un support théorique clé et un paradigme expérimental pour la conception innovante et l’optimisation des performances des matériaux et dispositifs optoélectroniques avancés.

fluorescence à résolution temporelle ; spectre Raman ; microscopie confocale ; conception de spectromètre