高い時空間分解能を同時に実現するために、本論文では共焦点顕微鏡ラマン蛍光分光器を基にしたピコ秒時間分解超高速蛍光分光測定システムを自主設計および構築した。本システムはフェムト秒レーザー励起源、共焦点顕微ラマン分光モジュール、時間相関単一光子計数検出モジュールを統合し、光路結合および信号同期収集によってサブミクロン空間分解能のラマン分光およびイメージング、光致発光スペクトルおよびイメージング、ピコ秒時間分解蛍光寿命測定を実現した。実験結果は、システムがピコ秒スケールのキャリア再結合動力学情報を取得可能であり、ラマンおよび蛍光の多モード走査イメージングをサポートし、「空間-時間-スペクトル」の三位一体の表征プラットフォームを成功裏に構築し、各種先端光電材料およびデバイスの革新的設計と性能最適化に向けた重要な理論的支援および実験パラダイムを提供することを示した。

時間分解蛍光; ラマン分光; 共焦点顕微鏡; 分光器設計