CN102680404A - 一种泵浦探测的方法和*** - Google Patents

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赵欣
王�琦
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Abstract

本发明公开了一种泵浦探测的方法和***。该测量方法包括：步骤1，多波长脉冲激光器产生具有两个以上不同中心波长和不同脉冲重复频率的光脉冲序列的输出信号；步骤2，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理；步骤3，处理后的泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列入射到待测器件上；步骤4，信号检测器件检测探测光脉冲序列，得到泵浦探测信号。本发明能够利用双波长脉冲激光器进行快速的泵浦探测测量。

Description

一种泵浦探测的方法和***
技术领域
本发明涉及泵浦探测技术领域，尤其涉及一种泵浦探测的方法和***。
背景技术
时间分辨的泵浦探测方法通过强的泵浦光激发样品，在样品中产生了状态性质的变化，再用弱的探测光来探测这种扰动变化。通过在不同的时间延迟扫描下记录不同延迟时刻的探测光的功率、相位、偏振等信息，得到样品特性的动态过程。
时间分辨的泵浦探测方法在生物、化学、超快动力学以及非线性机制研究等方面有重要的应用。在生物物理化学反应中，采用飞秒脉冲激光进行泵浦探测能够观测一个超快动力学过程的产生及再追踪，观察寿命超短的反应过渡态,见证化学反应的进行。在非线性的机制研究中，非线性材料不同的非线性吸收与折射机制有不同的产生条件和响应速度，通过在不同的泵浦-探测条件下或不同的泵浦-探测延迟时间段区分出这些非线性机制，可以研究各种光学非线性的机制和特点。
通常泵浦探测方法中，泵浦光和探测光之间的时间延迟可以通过精密光学延迟平台控制两束激光经过的光程差来实现，泵浦探测的测量速度决定于光学延迟平台的距离扫描速度。本发明提出，采用一个多波长脉冲激光器同时输出具有不同频率、不同波长的脉冲激光，并经过对脉冲激光的处理得到具有一定频率差的泵浦光和探测光。利用两个频率之间的微小的频率差实现与采样示波器原理类似的高精度“等效采样”，进而能够快速的得到泵浦探测的信号。
发明内容
本发明提供了一种泵浦探测的方法和***
本发明提供了一种泵浦探测的方法，包括：
步骤1，多波长脉冲激光器产生具有两个以上不同中心波长和不同脉冲重复频率的光脉冲序列的输出信号；
步骤2，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理；
步骤3，处理后的泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列入射到待测器件上；
步骤4，信号检测器件检测探测光脉冲序列，得到泵浦探测信号。
在一个示例中，步骤2中，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理包括对输出信号或其一部分进行功率放大、功率控制、脉冲波形变换、偏振控制、光束分路或通过非线性光学过程进行光谱变换的光学处理，以形成泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列。
在一个示例中，步骤2中，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理包括将多波长脉冲激光器的输出信号根据中心波长的不同分为泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列，泵浦光脉冲序列的中心波长为泵浦光波长，泵浦光脉冲序列的重复频率为泵浦频率，探测光脉冲序列的中心波长为探测光波长，探测光脉冲序列的重复频率为探测频率。
在一个示例中，步骤3中，泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列共线或者非共线入射到待测器件上。
在一个示例中，其特征在于，步骤4中，信号检测器件检测探测光脉冲序列，得到的检测信号和泵浦探测信号之间的时间步长换算关系为ΔT=ΔτΔf/fp，其中Δf为泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列的重复频率之差，fp为探测光脉冲序列的重复频率，Δτ为检测信号的时间步长，ΔT为泵浦探测信号的时间步长。
本发明提供了一种泵浦探测的***，包括：
多波长脉冲激光器，产生两种以上具有不同中心波长和不同重复频率的光脉冲序列的输出信号；
脉冲处理器件，用于由多波长脉冲激光器的输出信号产生泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列；
待测器件，需要进行泵浦探测测量的器件；
信号检测器件，用于检测探测光脉冲序列，得到泵浦探测信号。
在一个示例中，所述的脉冲处理器件包括光功率放大器，色散控制器件、偏振控制器件、非线性光学器件。
在一个示例中，所述的脉冲处理器件还包括分光器件，将泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列分开，使得泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列分别经过处理后，以共线或非共线的方式入射到待测器件上。
在一个示例中，所述的信号检测器件包括PIN检测器、APD检测器、光电倍增管或平衡检测器。
在一个示例中，所述的信号检测器件还包括具有滤波功能的滤光片、带通滤波器或波分复用器和具有检偏功能的偏振分束棱镜、偏振片。
在一个示例中，所述的多波长脉冲激光器为多波长主动锁模激光器、多波长被动锁模激光器或多波长混合锁模激光器。
本发明能够利用多波长脉冲激光器进行快速的泵浦探测测量。多波长激光器产生的不同波长的光脉冲序列具有不同的脉冲重复频率，不同的脉冲重复频率之间不是整数倍关系。
附图说明
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明，其中：
图1是一种泵浦探测***的框图；
图2是第一种泵浦探测***的实例图；
图3是第二种泵浦探测***的实例图；
图4是第三种泵浦探测***的实例图；
图5是第四种泵浦探测***的实例图；
具体实施方式
以下各实例中使用的双波长锁模激光器采用掺铒光纤作为增益介质，通过控制腔内的损耗调节腔内增益谱的形状，实现在1530和1560nm的双波长脉冲激光输出。由于在光纤腔中光纤等器件存在的色散，两个波长的群速度不同，所以两个波长脉冲输出的重复频率也不同。设1530nm波长脉冲序列的重复频率是f1，而1560m波长脉冲序列的重复频率是fp，频率差为Δf。
实例一
采用上述双波长脉冲激光器的泵浦探测***的***图如图2所示。双波长脉冲激光器输出的两个重复频率不同的光脉冲经过光滤波器分为1530和1560nm的脉冲激光输出。将1560nm的脉冲光经过光放大器进行功率放大和脉冲压缩，作为泵浦光，波长为1530nm的脉冲光经过功率控制器件，作为探测光。泵浦光和探测光经过光纤耦合器件合为一路光，入射到待测器件上，输出光信号经过光滤波器，滤出探测光，经过光电探测器件进行光电转换后，用示波器测量。并将该信号的时间步长变换Δf/f1倍，得到泵浦探测信号。
实例二
采用上述双波长脉冲激光器的泵浦探测***的***图如图3所示。双波长脉冲激光器输出的两个重复频率不同的光脉冲共线入射到待测器件上，其中1560nm的脉冲作为泵浦光，波长为1530nm的脉冲光作为探测光。经过待测器件之后的光信号经过光滤波器，滤出探测光，经过光电探测器件进行光电转换后，用示波器测量。并将该信号的时间步长变换Δf/f1倍得到泵浦探测信号。
实例三
采用上述双波长脉冲激光器的泵浦探测***的***图如图4所示。双波长脉冲激光器输出的两个重复频率不同的光脉冲经过分束器分为1530和1560nm的脉冲激光输出。将1560nm的脉冲光经过光放大器进行功率放大和脉冲压缩，作为泵浦光，波长为1530nm的脉冲光经过光放大器进行功率放大和脉冲压缩，并经过BBO晶体倍频后的765nm的光作为探测光。非共线的泵浦光和探测光经过透镜聚焦在待测器件上，光电探测器件检测探测光，并用示波器进行测量。将测量信号的时间步长变换Δf/f1倍，得到泵浦探测信号。
实例四
采用上述双波长脉冲激光器的泵浦探测***的***图如图5所示。双波长脉冲激光器输出的两个重复频率不同的光脉冲经过分束器分为1530和1560nm的脉冲激光输出。将1530nm的脉冲光经过光放大器进行功率放大和脉冲压缩，并经过BBO晶体倍频后成为765nm的光，通过偏振分光棱镜后成为水平偏振的泵浦光。波长为1560nm的脉冲光经过光放大器进行功率放大和脉冲压缩，并经过BBO晶体倍频后成为780nm的光，通过起偏器，成为具有45度线性偏振态的探测光。非共线的泵浦光和探测光经过透镜聚焦在待测器件上，探测光通过偏振方向与起偏器垂直的检偏器后被光电探测器件检测，用示波器进行测量，将测量信号的时间步长变换Δf/f2倍，得到泵浦探测信号。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泵浦探测的方法，其特征在于，包括：
步骤1，多波长脉冲激光器产生具有两个以上不同中心波长和不同脉冲重复频率的光脉冲序列的输出信号；
步骤2，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理；
步骤3，处理后的泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列入射到待测器件上；
步骤4，信号检测器件检测探测光脉冲序列，得到泵浦探测信号。
2.如权利要求1所述的泵浦探测的方法，其特征在于，步骤2中，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理包括对输出信号或其一部分进行功率放大、功率控制、脉冲波形变换、偏振控制、光束分路或通过非线性光学过程进行光谱变换的光学处理，以形成泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列。
3.如权利要求1所述的泵浦探测的方法，其特征在于，步骤2中，对多波长脉冲激光器的输出信号进行处理包括将多波长脉冲激光器的输出信号根据中心波长的不同分为泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列，泵浦光脉冲序列的中心波长为泵浦光波长，泵浦光脉冲序列的重复频率为泵浦频率，探测光脉冲序列的中心波长为探测光波长，探测光脉冲序列的重复频率为探测频率。
4.如权利要求1所述的泵浦探测的方法，其特征在于，步骤3中，泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列共线或者非共线入射到待测器件上。
5.如权利要求1所述的泵浦探测的方法，其特征在于，步骤4中，信号检测器件检测探测光脉冲序列，得到的检测信号和泵浦探测信号之间的时间步长换算关系为ΔT=ΔτΔf/fp，其中Δf为泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列的重复频率之差，fp为探测光脉冲序列的重复频率，Δτ为检测信号的时间步长，ΔT为泵浦探测信号的时间步长。
6.一种泵浦探测的***，其特征在于，包括：
多波长脉冲激光器，产生两种以上具有不同中心波长和不同重复频率的光脉冲序列的输出信号；
脉冲处理器件，用于由多波长脉冲激光器的输出信号产生泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列；
待测器件，需要进行泵浦探测测量的器件；
信号检测器件，用于检测探测光脉冲序列，得到泵浦探测信号。
7.如权利要求6所述的泵浦探测的***，其特征在于，所述的脉冲处理器件包括光功率放大器，色散控制器件、偏振控制器件、非线性光学器件。
8.如权利要求6所述的泵浦探测的***，其特征在于，所述的脉冲处理器件还包括分光器件，将泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列分开，使得泵浦光脉冲序列和探测光脉冲序列分别经过处理后，以共线或非共线的方式入射到待测器件上。
9.如权利要求6所述的泵浦探测的***，其特征在于，所述的信号检测器件包括PIN检测器、APD检测器、光电倍增管或平衡检测器。
10.如权利要求6所述的泵浦探测的***，其特征在于，所述的信号检测器件还包括具有滤波功能的滤光片、带通滤波器或波分复用器和具有检偏功能的偏振分束棱镜、偏振片。
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US14/382,333 US9250128B2 (en) 2012-03-02 2013-03-01 Method and apparatus for optical asynchronous sampling signal measurements
US14/475,434 US9273994B2 (en) 2012-03-02 2014-09-02 Method and apparatus for optical asynchronous sampling signal measurements
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102967726A (zh) * 2012-12-14 2013-03-13 湖南大学 非线性液体介质微流动恢复时间的测量***及其测量方法
WO2013127370A1 (zh) * 2012-03-02 2013-09-06 北京航空航天大学 一种光异步采样信号测量的方法和***
CN103712949A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 无锡利弗莫尔仪器有限公司 一种基于光热吸收光谱技术的食用油检测方法及装置
CN107101946A (zh) * 2017-06-28 2017-08-29 哈尔滨工业大学 带有探针光脉冲压缩技术的光延时同源激光泵浦探测装置
CN111352144A (zh) * 2020-03-27 2020-06-30 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种x射线超快检测装置及方法
CN112255173A (zh) * 2020-09-24 2021-01-22 北京大学 一种石墨烯非线性光学效应的全光调控方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6975402B2 (en) * 2002-11-19 2005-12-13 Sandia National Laboratories Tunable light source for use in photoacoustic spectrometers
CN101101261A (zh) * 2007-07-23 2008-01-09 中国计量学院 基于拉曼光源的差分吸收法测大气no2浓度的激光雷达
CN101294901A (zh) * 2008-06-10 2008-10-29 浙江大学 上转换时间分辨光谱的测量方法和测量装置
CN101506646A (zh) * 2006-08-23 2009-08-12 丰田自动车株式会社 气体分析装置及气体分析方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6975402B2 (en) * 2002-11-19 2005-12-13 Sandia National Laboratories Tunable light source for use in photoacoustic spectrometers
CN101506646A (zh) * 2006-08-23 2009-08-12 丰田自动车株式会社 气体分析装置及气体分析方法
CN101101261A (zh) * 2007-07-23 2008-01-09 中国计量学院 基于拉曼光源的差分吸收法测大气no2浓度的激光雷达
CN101294901A (zh) * 2008-06-10 2008-10-29 浙江大学 上转换时间分辨光谱的测量方法和测量装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIN ZHAO: "《Switchable, dual-wavelength passively mode-locked ultrafast fiber laser based on a single-wall carbon nanotube modelocker and intracavity loss tuning》", 《OPTICS EXPRESS》, vol. 19, no. 2, 1 January 2011 (2011-01-01) *
姚保利: "《利用泵浦-探测方法研究菌紫质光谱环》", 《光学学报》, vol. 16, no. 7, 31 July 1996 (1996-07-31) *
王水才等: "《飞秒时间分辨取样光谱仪的研制》", 《分析测试技术与仪器》, vol. 3, no. 1, 31 March 1997 (1997-03-31) *
韩定安: "《三能级Λ-型原子***探测、泵浦光场频率调制效应研究》", 《佛山科学技术学院学报(自然科学版)》, vol. 24, no. 4, 31 December 2006 (2006-12-31) *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013127370A1 (zh) * 2012-03-02 2013-09-06 北京航空航天大学 一种光异步采样信号测量的方法和***
CN102967726A (zh) * 2012-12-14 2013-03-13 湖南大学 非线性液体介质微流动恢复时间的测量***及其测量方法
CN103712949A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 无锡利弗莫尔仪器有限公司 一种基于光热吸收光谱技术的食用油检测方法及装置
CN107101946A (zh) * 2017-06-28 2017-08-29 哈尔滨工业大学 带有探针光脉冲压缩技术的光延时同源激光泵浦探测装置
CN107101946B (zh) * 2017-06-28 2019-11-15 哈尔滨工业大学 带有探针光脉冲压缩技术的光延时同源激光泵浦探测装置
CN111352144A (zh) * 2020-03-27 2020-06-30 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种x射线超快检测装置及方法
CN112255173A (zh) * 2020-09-24 2021-01-22 北京大学 一种石墨烯非线性光学效应的全光调控方法及装置
CN112255173B (zh) * 2020-09-24 2022-02-01 北京大学 一种石墨烯非线性光学效应的全光调控方法及装置

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