The invention relates to the detection of ultra-high time resolution in ultra-fast process, in particular to a multi-frequency pulse sequence ultra-fast laser continuous spectrum detection device and method, belonging to the field of ultra-fast detection. The device includes an ultra-short pulse laser, a multi-frequency pulse sequence generator, a pulse frequency divider and a CCD camera. The method of the present invention is to use ultrashort pulse laser to generate laser pulses and multi-frequency pulse sequence generator to generate pulse sequences with different frequencies. There is a certain time delay between pulses of different frequencies. After sample, laser pulses of different frequencies are separated in space by pulse frequency divider, and then spectral detection is carried out by using CCD camera. The ultrafast continuous electron dynamic spectrum information of the sample is obtained. The invention can make the time resolution reach femtosecond magnitude, realize continuous spectrum detection in different frequency bands, complete continuous spectrum measurement for the process without repetitive experimental conditions, and adjust the shooting period and the number of shooting.
【技术实现步骤摘要】
多频脉冲序列超快激光连续光谱检测装置及方法
本专利技术涉及超快过程的超高时间分辨能力的探测,特别涉及一种多频脉冲序列超快激光连续光谱检测装置及方法,属于超快检测领域。
技术介绍
在不同科学研究和工艺技术研发中,经常需要对某一过程进行时间间隔极短的连续检测。例如,超快激光制造过程中的材料对光子能量的吸收转移、电子激发等过程直接影响和决定了后续加工过程,包括制造结果的质量和精度,因此对该过程的观察至关重要。然而,该过程持续时间短,变化快,约为飞秒量级(10-15s)。传统的连续检测设备,无法实现飞秒量级的成像。传统的机械方法或电子设备已经无法满足该过程的需求。电子相机的时间分辨能力取决于控制电路的响应速度,目前处于纳秒(10-9s)水平,而且很难再继续提高。使用分幅相机的方法成像,可进一步提高时间分辨率,但时间分辨能力仍然有限,仍未突破皮秒(10-12s)水平,而且成像帧数有限。传统的飞秒量级检测技术,无法实现连续检测。泵浦探测技术是一种具有飞秒量级时间分辨力的探测技术,在实验中,为了完整记录探测对象的整个变化过程,需要通过多次重复实验,每次选取一个不同的时刻进行拍摄检测,最后按照时间顺序将多次重复拍摄的光谱图拼凑在一起,从而还原探测对象的动态连续变化过程。由于每次实验不可能做到完全重复,所以这种方法存在误差,而且对于不具备重复实验条件的过程,无法进行连续观测。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有光谱检测手段时间分辨率低、无法对间隔飞秒到皮秒量级的过程进行多帧连续光谱探测、难以满足科研和生产需要的问题,提出一种多频脉冲序列超快激光连续光谱检测装置及方法, ...
【技术保护点】
1.多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:超快脉冲激光器产生的超快激光脉冲通过多频脉冲序列产生器后,变为同束多个不同频率脉冲组成的脉冲序列;光束通过观测对象后,将不同频率的脉冲序列从空间上分离出来,形成若干脉冲子光束,各个频率的脉冲子光束同时被收集,经过计算机处理后得到光谱图。
【技术特征摘要】
1.多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:超快脉冲激光器产生的超快激光脉冲通过多频脉冲序列产生器后,变为同束多个不同频率脉冲组成的脉冲序列;光束通过观测对象后,将不同频率的脉冲序列从空间上分离出来,形成若干脉冲子光束,各个频率的脉冲子光束同时被收集,经过计算机处理后得到光谱图。2.如权利要求1所述的多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:所述多频脉冲序列产生器,包括:分波片、时间延迟器和反射镜;超快脉冲激光器产生的超快激光脉冲被分波片分成两束光,每束光均能够通过时间延迟器调整不同频率脉冲之间延迟时间;然后经过若干反射镜反射到合波片上,实现合束。3.如权利要求2所述的多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:所述每光束的光路上可以设置倍频晶体也可以不设置。4.如权利要求2所述的多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:所述分波片的数量根据需求进行增加或减少,即能够将激光脉冲分成两个或多个光路。5.如权利要求2所述的多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:所述不同频率脉冲之间的延时可控。6.如权利要求2所述的多频脉冲序列超快激光连续光谱检测方法,其特征在于:所述时间延迟器由两个反射镜和电控平移台组成,通过电控平移台调整两个反射镜的前后位置,进而控制延迟时间。7.多频脉冲序列超快激光连续光谱检测装置,其特征在于:包括:超快脉冲激光器、多频脉冲序列产生...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜澜,郭宝山,孙靖雅,华艳红,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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