The invention relates to a two-dimensional spectral measurement system for dual-beam pumping detection and its working method, including a femtosecond laser, a beam splitter, a delay system, a chopper, a spectrometer, a chopper controller, a data acquisition system, a first concave mirror and a second concave mirror; on the basis of the original pumping detection technology, the invention converts the original high-speed photoelectric detector into light. Spectrometer and chopper controller are used to generate six-fold frequency signal of chopper. By controlling the exposure time of the spectrometer, the measured signal is synchronized with the modulation signal. The frequency instability of the modulator is avoided by synchronous storage of the data acquisition system. Through virtual phase-locked amplifier, all pixels are processed, which overcomes the shortcomings of hardware, overcomes the original difficulties completely, and adds a new way for time-domain spectroscopy.
【技术实现步骤摘要】
一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统及其工作方法
本专利技术涉及一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统及其工作方法,属于时域光谱
,涉及光谱学,激光技术,泵浦探测技术等领域。
技术介绍
目前时域光谱技术已经在凝聚态、化学、生物领域有着广泛的应用。在其基本结构即泵浦探测的基础上,改进出了各种应用技术,开创了非常广泛的应用领域。通常的泵浦探测技术探测器使用的是高速光电探测器,信号处理依靠调制器和锁相放大器,可以得到信号强度与时间延迟的变化曲线。通常的泵浦探测尚不能将强度信号拓展到光谱信号,即从一维到二维,主要受制于以下几点:其一,常见的电荷耦合器件(ccd)探测器不能达到光电探测器响应速度;其二,锁相放大器通道数有限ccd像元得到的信息不可能全都用锁相放大器处理;其三,调制器(斩波器)频率不稳定。中国专利文献CN103913439A公开了一种二维分辨扫描成像红外调制光致发光光谱测试装置及方法。该装置包括具有步进扫描功能的傅立叶变换红外光谱仪、作为激发光源的泵浦光系统、用于精确定位的五轴调节与复位控制平台及平行校正系统、联接傅立叶变换红外光谱仪中探测器和电路控制板的锁相放大器和泵浦激光源之间光路上的斩波器。本专利技术还基于上述设备,提出实现波段覆盖4-20μm宽波段的二维空间分辨与扫描成像红外调制光致发光光光谱测试方法。但是,该专利存在以下缺陷或不足:(1)主要设备有单色仪、锁相放大器,设备价格昂贵;(2)受限于锁相放大器通道数有限,每次仅能进行某个波长的测量,耗时较长。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统;本专利技术 ...
【技术保护点】
1.一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统,其特征在于,包括飞秒激光器、分束镜、延迟系统、斩波器、光谱仪、斩波器控制器、数据采集系统、第一凹面反射镜及第二凹面反射镜;所述飞秒激光器输出飞秒脉冲,飞秒脉冲经过分束镜分为泵浦光与探测光;泵浦光经所述斩波器调制成带有占空比1:1的调制信号,经所述第一凹面反射镜聚焦于样品表面;所述斩波器控制器将所述斩波器调成的调制信号输出至所述数据采集系统;探测光正入射进所述延迟系统,经所述延迟系统反射后,沿入射方向相反方向,且平行于入射方向出射,经第二凹面反射镜聚焦于样品表面,反射后的探测光入射进所述光谱仪中;所述光谱仪接收到探测光,参照所述斩波器控制器发出的控制信号,记录并保存探测光及生成的数据,并传输至数据采集系统。
【技术特征摘要】
1.一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统,其特征在于,包括飞秒激光器、分束镜、延迟系统、斩波器、光谱仪、斩波器控制器、数据采集系统、第一凹面反射镜及第二凹面反射镜;所述飞秒激光器输出飞秒脉冲,飞秒脉冲经过分束镜分为泵浦光与探测光;泵浦光经所述斩波器调制成带有占空比1:1的调制信号,经所述第一凹面反射镜聚焦于样品表面;所述斩波器控制器将所述斩波器调成的调制信号输出至所述数据采集系统;探测光正入射进所述延迟系统,经所述延迟系统反射后,沿入射方向相反方向,且平行于入射方向出射,经第二凹面反射镜聚焦于样品表面,反射后的探测光入射进所述光谱仪中;所述光谱仪接收到探测光,参照所述斩波器控制器发出的控制信号,记录并保存探测光及生成的数据,并传输至数据采集系统。2.根据权利要求1所述的一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统,其特征在于,所述斩波器通过仪器控制线连接所述斩波器控制器;所述数据采集系统通过第一同轴电缆连接所述斩波器控制器;所述光谱仪通过数据传输线连接所述数据采集系统,所述光谱仪通过第二同轴电缆连接所述斩波器控制器。3.根据权利要求1所述的一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统,其特征在于,所述斩波器控制器将所述斩波器调成的调制信号进行六倍频,得到六倍频信号;所述斩波器控制器将六倍频信号输出至所述光谱仪,控制所述光谱仪的曝光时间。4.根据权利要求1所述的一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统,其特征在于,所述数据采集系统包括模数转换器及计算机,所述模数转换器连接所述计算机;所述斩波器控制器将未倍频的模拟信号输出至所述模数转换器,所述模数转换器将其转换为数字信号,所述模数转换器将数字信号输出至所述计算机存储;所述光谱仪将存储的信号输出至所述计算机,当所述光谱仪每进行一次测量都发出一个方波信号,该方波信号也输出至计算机存储,此方波信号应与所述斩波器控制输出的六倍频信号相对应;所述计算机在存储所有数据后,运行虚拟锁相放大器程序对。5.根据权利要求4所述的一种双光束泵浦探测二维光谱测量系统,其特征在于,所述数据采集系统的工作过程如下:A、所述斩波器控制器将所述斩波器调成的调制信号输出至所述模数转换器;B、所述斩波器控制器将所述斩波器调成的...
【专利技术属性】
技术研发人员:张飒飒,陈天弟,张衍敏,王骏齐,
申请(专利权)人:山东大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。