一种双光束非共线泵浦-探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双光束非共线泵浦‑探测系统，包括分束器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、分光镜、光阑、光谱仪、计算机、凸透镜以及CCD相机；通过这些光学器件的安装组合成双光束非共线泵浦‑探测系统。该系统结构紧凑，光路简单，实际调节方便，光束空间重合和时间重合的稳定性高。本发明专利技术尽可能避免了光束透过镜片引入的像差，保证了激光脉冲相位的稳定性，同时，该系统采用非共线构型，实现了泵浦和探测脉冲与样品作用后的空间分离，既可用于两束光频谱重叠的情形，改变分束器前激光入射方式，还可用于非同色的泵浦‑探测测量。

A dual beam noncollinear pump detector system

【技术实现步骤摘要】
一种双光束非共线泵浦-探测系统
本专利技术属于泵浦-探测设备
，尤其涉及一种双光束非共线泵浦-探测系统。
技术介绍
近年来，随着激光技术的飞速发展，基于超短脉冲的泵浦-探测技术已广泛用于分辨原子分子中电子的动力学过程。该方面的研究不仅革新了我们对超短时间尺度上物理过程的认知，对超快的化学反应过程的控制以及一些分子器件的合成也具有重要意义。通常，泵浦光先发生作用以激发样品，随后的探测光则用于探测该样品的变化。泵浦和探测两束光间的时间延迟可调，待测系统随时间的演化即可通过探测光光谱的形貌改变反映得出。目前常见的泵浦-探测系统中，两束光采用共线的几何构型，而该构型无法用于两束光频谱重叠的情形。此外，光路较为复杂，镜片使用太多，导致光束传播不稳定，对实际测量造成干扰。光束透过镜片还会引入像差，进而影响激光与介质的相互作用，最终影响实验所得结论的准确性。基于上述问题，本专利技术提出了用于激光与样品相互作用之后分离泵浦和探测脉冲的非共线的几何结构。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中指出的不足，本专利技术提供了一种双光束非共线泵浦-探测系统，旨在解决上述
技术介绍
中现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种双光束非共线泵浦-探测系统，包括分束器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、分光镜、光阑、光谱仪、计算机、凸透镜以及CCD相机；所述第一反射镜固定于电动位移台上，所述电动位移台与计算机连接；<br>所述分束器将入射激光分为平行传播的泵浦光和探测光，分束器的光束射出光路上设置第一反射镜和第二反射镜，所述泵浦光和探测光分别射入第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的反射光光路上竖向设置第一凹面反射镜，第一凹面反射镜的反射光光路上设置第三反射镜，所述第三反射镜的反射光光路上设置待测样品上，光束与待测样品作用后透射出的光束光路上设置分光镜，所述分光镜的透射光光路上设置第四反射镜，所述第四反射镜的反射光光路上设置光阑，光束中泵浦光被光阑挡住，探测光通过光阑，通过光阑的探测光光路上设置第二凹面反射镜，所述第二凹面反射镜的反射光光路上设置光谱仪，所述光谱仪传输光谱信号至计算机；所述分光镜的反射光光路上设置第五反射镜，所述第五反射镜的反射光光路上设置凸透镜，所述凸透镜聚焦后光束射出光路上设置CCD相机，所述CCD相机与计算机连接。优选地，所述分束器的射出光束强度可调，调节范围为0.1％-100％。优选地，所述待测样品放置于第三反射镜的下方，所述分光镜设置于待测样品的下方，所述第四反射镜设置于分光镜的下方，所述光阑设置于第四反射镜的斜上方，所述第二凹面反射镜设置于光阑的斜上方。优选地，所述凸透镜设置于所述第五反射镜的上方，所述CCD相机设置于凸透镜的上方。优选地，所述第一反射镜和第二反射镜均为方形反射镜。优选地，所述分束器的入射光路上并列设置两个D形镜，通过两个D形镜向所述分束器分别导入两束脉冲。优选地，所述D形镜的入射光路中设置脉冲整形装置。相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种双光束非共线泵浦-探测系统，结构紧凑，实际调节方便，实验光路与传统共线泵浦探测光路相比非常简单，保证了光束空间重合和时间重合的稳定性。本专利技术基于反射光学的原理，尽可能避免了光束透过镜片引入的像差，保证了激光脉冲相位的稳定性。同时，该系统使用十分灵活，通过选择合适的镜片，可应用于更宽的波长区域；采用非共线构型，自然地实现了泵浦和探测脉冲与样品作用后的空间分离，既可用于两束光频谱重叠的情形，改变分束器前激光入射方式，还可用于非同色的泵浦-探测测量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的双光束非共线泵浦-探测系统的结构示意图。图中：1.分束器；2.第一反射镜；3.第二反射镜；4.电动位移台；5.第一凹面反射镜；6.第三反射镜；7.待测样品；8.分光镜；9.第四反射镜；10.光阑；11.第二凹面反射镜；12.光谱仪；13.计算机；14.第五反射镜；15.凸透镜；16.CCD相机；17.第一D形镜；18.第二D形镜。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，一种双光束非共线泵浦-探测系统，包括分束器1、第一反射镜2、第二反射镜3、第三反射镜6、第四反射镜9、第五反射镜14、第一凹面反射镜5、第二凹面反射镜11、分光镜8、光阑10、光谱仪12、计算机13、凸透镜15以及CCD相机16。其中，第一反射镜2固定于电动位移台4上，电动位移台4与计算机13连接，通过计算机13控制电动位移台4水平移动(电动位移台4移动方向如图1中箭头所指方向)。分束器1的射出光束强度可调，其调节范围为0.1％-100％，分束器1接收激光器射入的光束，在分束器1射出光束的水平方向上设置第一反射镜2和第二反射镜3，第一反射镜2和第二反射镜3均采用方形反射镜，入射激光经过分束器1后被分为平行传播的泵浦光和探测光，泵浦光和探测光分别射入第一反射镜2和第二反射镜3，在第一反射镜2和第二反射镜3反射光光路上竖向放置第一凹面反射镜5，第一凹面反射镜5所在的位置低于第一反射镜2和第二反射镜3所在的位置，泵浦光和探测光两束光分别经第一反射镜2和第二反射镜3反射后射入第一凹面反射镜5，在第一凹面反射镜5的反射光光路上设置第三反射镜6，光束经第一凹面反射镜5聚焦反射后射入第三反射镜6；在第三反射镜6的下方放置待测样品7，待测样品7的下方设置分光镜8，分光镜8的下方设置第四反射镜9，第四反射镜9的斜上方设置光阑10，光阑10的斜上方设置第二凹面反射镜11；经第三反射镜6反射后泵浦光和探测光汇聚至待测样品7上，与待测样品7作用后透射出的泵浦光和探测光经分光镜8后分为透射光和反射光，分光镜8的反射透射比为1：9，即有90％的光束透过分光镜8为透射光，10％的光束经分光镜8发生反射为反射光，透射光射入第四反射镜9，经第四反射镜9反射后射入光阑10，其中透射光中的泵浦光被光阑10挡住，而探测光则通过光阑10经第二凹面反射镜11聚焦后射入光谱仪12，光谱仪12将光谱信号传输至计算机13，进行分析处理，以研究待测系统的超快动力学演化。在分光镜8反射光光路上设置第五反射镜14，第五反射镜14的上方设置凸透镜15，凸透镜15的上方设置CCD相机16，经分光镜8后的反射光射入第五反射镜14反射后再射入凸透镜15，经凸透镜15聚焦后光束射入CCD相机16，CCD相机16采集两束脉冲在焦点处的光斑信号并传输至计算机13，计算机13实时地收集两束光的光斑信号，两束光在焦点处的时间和空间重合可由CCD相机16收集到的最高衬比度干涉条纹来表征，在实验中被计算机13实时监测，确保实验的稳定性和结果的可靠性。此外，计算机13通过控制电动位移台4的水平移动来改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光束非共线泵浦-探测系统，其特征在于，包括分束器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、分光镜、光阑、光谱仪、计算机、凸透镜以及CCD相机；所述第一反射镜固定于电动位移台上，所述电动位移台与计算机连接；/n所述分束器将入射激光分为平行传播的泵浦光和探测光，分束器的光束射出光路上设置第一反射镜和第二反射镜，所述泵浦光和探测光分别射入第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的反射光光路上竖向设置第一凹面反射镜，第一凹面反射镜的反射光光路上设置第三反射镜，所述第三反射镜的反射光光路上设置待测样品上，光束与待测样品作用后透射出的光束光路上设置分光镜，所述分光镜的透射光光路上设置第四反射镜，所述第四反射镜的反射光光路上设置光阑，光束中泵浦光被光阑挡住，探测光通过光阑，通过光阑的探测光光路上设置第二凹面反射镜，所述第二凹面反射镜的反射光光路上设置光谱仪，所述光谱仪传输光谱信号至计算机；所述分光镜的反射光光路上设置第五反射镜，所述第五反射镜的反射光光路上设置凸透镜，所述凸透镜聚焦后光束射出光路上设置CCD相机，所述CCD相机与计算机连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双光束非共线泵浦-探测系统，其特征在于，包括分束器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、分光镜、光阑、光谱仪、计算机、凸透镜以及CCD相机；所述第一反射镜固定于电动位移台上，所述电动位移台与计算机连接；
所述分束器将入射激光分为平行传播的泵浦光和探测光，分束器的光束射出光路上设置第一反射镜和第二反射镜，所述泵浦光和探测光分别射入第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的反射光光路上竖向设置第一凹面反射镜，第一凹面反射镜的反射光光路上设置第三反射镜，所述第三反射镜的反射光光路上设置待测样品上，光束与待测样品作用后透射出的光束光路上设置分光镜，所述分光镜的透射光光路上设置第四反射镜，所述第四反射镜的反射光光路上设置光阑，光束中泵浦光被光阑挡住，探测光通过光阑，通过光阑的探测光光路上设置第二凹面反射镜，所述第二凹面反射镜的反射光光路上设置光谱仪，所述光谱仪传输光谱信号至计算机；所述分光镜的反射光光路上设置第五反射镜，所述第五反射镜的反射光光路上设置凸透镜，所述凸透镜聚焦后光束射出光路上设置CCD相机，所述CCD相机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘作业，何宇，张宇璇，向昱霖，孙少华，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62