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Ultrafast transient absorption spectroscopy: principles and application to photosynthetic systems

机译：超快速瞬态吸收光谱：原理和在光合系统中的应用

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摘要

The photophysical and photochemical reactions, after light absorption by a photosynthetic pigment–protein complex, are among the fastest events in biology, taking place on timescales ranging from tens of femtoseconds to a few nanoseconds. The advent of ultrafast laser systems that produce pulses with femtosecond duration opened up a new area of research and enabled investigation of these photophysical and photochemical reactions in real time. Here, we provide a basic description of the ultrafast transient absorption technique, the laser and wavelength-conversion equipment, the transient absorption setup, and the collection of transient absorption data. Recent applications of ultrafast transient absorption spectroscopy on systems with increasing degree of complexity, from biomimetic light-harvesting systems to natural light-harvesting antennas, are presented. In particular, we will discuss, in this educational review, how a molecular understanding of the light-harvesting and photoprotective functions of carotenoids in photosynthesis is accomplished through the application of ultrafast transient absorption spectroscopy.
机译：光合色素-蛋白质复合物吸收光后，光物理和光化学反应是生物学中最快的事件之一，发生的时间范围从几十个飞秒到几纳秒。产生飞秒持续时间脉冲的超快激光系统的出现开辟了一个新的研究领域，并可以实时研究这些光物理和光化学反应。在这里，我们提供了超快速瞬态吸收技术，激光和波长转换设备，瞬态吸收设置以及瞬态吸收数据收集的基本描述。提出了超快速瞬态吸收光谱技术在复杂程度不断提高的系统中的最新应用，从仿生光捕获系统到自然光捕获天线。特别是，我们将在本教育综述中讨论如何通过应用超快速瞬态吸收光谱技术来实现对类胡萝卜素在光合作用中的光收集和光保护功能的分子理解。

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