皮秒分辨单光子弱信号测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种皮秒时间分辨探测单光子弱信号的测量装置，光脉冲发射控制器与微秒光脉冲发射器、皮秒脉冲激光锁模器、聚光器、样品仓、荧光收集器、光路传输器、分色光栅、光路汇聚器、光强探测器、前置放大器、信号检测电路顺序连接；皮秒脉冲激光锁模器与信号检测电路顺序连接。其测量方法为激发光源发出光束照射样品到达电子激发态，通过本装置检测样品发射的单个荧光光子到达信号检测器的时间从而得到激发态的寿命；此外激发态电子回到基态发射的荧光通过光路传输器反馈至光强探测器并转化成发射光谱信号。本发明专利技术采用飞秒振荡级对时间进行标定，为准确测量超快速衰减的技术性能树立了标准。

【技术实现步骤摘要】
皮秒分辨单光子弱信号测量装置及测量方法
本专利技术涉及激发态寿命以及时间分辨发射光谱的测量，具体地说是一种皮秒分辨单光子弱信号测量装置及测量方法。
技术介绍
光与分子的反应往往会涉及到很多电子激发态的性质，这与自然界中臭氧层的破坏，DNA的紫外受损、光合作用、生物开关、太阳敏化电池等很多问题紧密相关，在生命科学、光化学、光物理和环境科学中扮演着重要的角色。研究分子电子激发态的行为不仅有利于基础研究的推进，并且有利用实际应用研究的推进。通常情况下，处于分子轨道基态的电子吸收高能量光子的激发后跃迁到激发态，形成具有较强反应活性的中间体，在不同条件下生成电子处于基态的产物(文献1：樊美公，姚建年，佟振合等，分子光化学与光功能材料科学，北京：科学出版社，2009)。处在激发态的电子主要是通过辐射跃迁以及非辐射跃迁的方式回到基态(文献2：张建成，王夺元，现代光化学，北京：化学工业出版社，2006)。荧光寿命是指的是电子停留在激发态的平均时间，可以表征分子轨道详细的组成和复合机理。激发态物质的荧光寿命可以极大地影响光反应路径，测量激发态物质的荧光寿命对开发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.皮秒分辨单光子弱信号测量装置，其特征在于：包括：激发光源(1)、样品激发态光子收集光路(2)、激发态光子信号探测单元(3)、信号检测电路(4)、主控电脑(5)；激发光源(1)输出发射激光，入射至样品激发态光子收集光路(2)的样品表面，使其辐射出荧光光子并收集光子，激发态光子信号探测单元(3)采集光子电信号输出给与其连接的信号检测电路(4)，信号检测电路(4)连接主控电脑(5)，用于测量和记录单位时间内的样品表面激发态光子衰减数量。/n

【技术特征摘要】
1.皮秒分辨单光子弱信号测量装置，其特征在于：包括：激发光源(1)、样品激发态光子收集光路(2)、激发态光子信号探测单元(3)、信号检测电路(4)、主控电脑(5)；激发光源(1)输出发射激光，入射至样品激发态光子收集光路(2)的样品表面，使其辐射出荧光光子并收集光子，激发态光子信号探测单元(3)采集光子电信号输出给与其连接的信号检测电路(4)，信号检测电路(4)连接主控电脑(5)，用于测量和记录单位时间内的样品表面激发态光子衰减数量。


2.根据权利要求1所述的皮秒分辨单光子弱信号测量装置，其特征在于：所述激发光源(1)，包括依次连接的光脉冲发射控制器(1-3)、微秒光发射控制器(1-2)、皮秒脉冲激光锁模器(1-1)，皮秒脉冲激光锁模器(1-1)输出两路相同频率发射激光，发射激光I入射至信号检测电路(4)，发射激光II入射至样品激发态光子收集光路(2)。


3.根据权利要求2所述的皮秒分辨单光子弱信号测量装置，其特征在于：所述样品激发态光子收集光路(2)包括：聚光器(2-1)将发射激光II汇聚在样品仓(6)中的样品上，样品处于激发态辐射出的光子被荧光收集器(2-2)收集、再依次经过光路传输器(2-3)、分色光栅(2-4)、光路汇聚器(2-5)汇聚至激发态光子信号探测单元(3)。


4.根据权利要求1所述的皮秒分辨单光子弱信号测量装置，其特征在于：所述激发态光子信号探测单元(3)，包括光强探测器(3-1)、前置放大器(3-2)，采集样品激发出的光子信号并放大输出至信号检测电路(4)。


5.根据权利要求1所述的皮秒分辨单光子弱信号测量装置，其特征在于：所述信号检测电路(4)，所述信号检测电路(4)，包括依次连接的开始和结束信号检测器(4-1)、时间测量器(4-2)、存储并归零(4-3)；时间测量器(4-2)由恒压源T1、长沟道MOSFET器件、晶体管T2、电路开关K1和电容器C依次连接形成闭合回路；存储并归零(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩克利，刘雅兰，杨阳，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21