CN113092379A - 空间分辨瞬态*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空间分辨瞬态***，包括飞秒激光源和分光元件，飞秒激光源发出的飞秒脉冲激光经分光元件分为泵浦光和探测光，探测光通过探测光调制光路进行群速度色散补偿后入射到消色差显微物镜，泵浦光通过泵浦光调制光路进行双光栅色散补偿后入射到消色差显微物镜，色散补偿后的探测光与泵浦光经消色差显微物镜聚焦到样品的共焦点处。本发明利用棱镜和双光栅色散补偿方法实现飞秒脉冲激光不同频率分量在空间域和时间域上的重合，能够消除相差、色差和时间差，使得飞秒脉冲激光通过光学元件后仍能维持较窄的脉冲宽度和较高的时间分辨率，所得聚焦光斑小、精度高、具有高度三维对称特性，既保留飞秒脉冲激光的特性又能够实现较高的空间分辨率。

Description

空间分辨瞬态***

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，特别涉及一种空间分辨瞬态***。

背景技术

泵浦-探测飞秒瞬态吸收光谱使人类真正从分子和原子量级了解到材料中的动力学过程和所发生的动态响应，是探究材料发光动力学、分子反应动力学和光与物质作用过程的重要手段。它是通过检测超快激光对物质作用产生的短寿命中间体和激发态对探测光的吸收变化来分析物质的光化学和光物理过程，在研究物质超快过程中的能量转移、化学键的生成与断裂、电荷转移、原子价电子的电离、构型弛豫等方面均有着重要的潜在应用价值。

泵浦-探测飞秒瞬态吸收光谱仪的技术原理是利用一束高能量的飞秒脉冲光将材料中的粒子激发到激发态，另一束低能量的宽谱探测光探测被激发样品的吸收谱或反射谱来得到激发态能级上粒子数与其他能级之间的跃迁过程。调节探测光脉冲相对泵浦光脉冲的延迟时间，获得物质激发态各个能级上的粒子数布局随时间变化的情况，得到物质分子从激发态辐射能量向其他能级基态弛豫的详细过程。通过探测处于激发态样品对探测光的吸收或反射光谱，了解物质与光场作用的动力学过程。

目前空间分离的泵浦-探测瞬态吸收光谱技术主要是通过扫描反射镜组结合聚焦物镜将泵浦光和探测光两束飞秒激光合并接近同轴来实现空间分辨光谱探测功能。现有的空间分辨瞬态吸收显微光谱测量装置，飞秒激光器输出的飞秒激光经分光片分光后，泵浦激光和探测激光分别经激光性能调节模块调制后，进入显微光谱采集模块，探测激光经空间扫描模块的调节，在显微物镜上自左至右驻点扫过泵浦激光，在探测激光空间扫描的每一个空间位点，通过时间扫描模块调节探测激光与泵浦激光的时间延迟；信号探测模块记录探测激光的微分反射信号，生成时空分辨的瞬态吸收显微光谱。

然而，飞秒脉冲激光经过光学元件(如透镜)时会引入色散，飞秒脉冲激光会产生很大的变化，导致脉冲展宽，降低时间分辨率，激光聚焦光斑无法呈现三维对称性，轴向分辨率较低，严重影响瞬态吸收光谱/瞬态反射光谱实验测量数据的好坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间分辨瞬态***，利用棱镜色散补偿原理和双光栅色散补偿技术结合消色差显微物镜，实现飞秒脉冲激光不同频率分量在空间域和时间域上的重合，同时消除相差、色差和时间差，使得飞秒脉冲激光通过光学元件后仍能维持较窄的脉冲宽度和较高的时间分辨率。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的空间分辨瞬态***，包括飞秒激光源、分光元件、探测光调制光路和泵浦光调制光路，飞秒激光源发出的飞秒脉冲激光经分光元件分为泵浦光和探测光，探测光通过探测光调制光路进行群速度色散补偿后入射到消色差显微物镜，泵浦光通过泵浦光调制光路进行双光栅色散补偿后入射到消色差显微物镜，色散补偿后的探测光与泵浦光经消色差显微物镜聚焦到样品的共焦点处。

优选地，泵浦光调制光路包括第一聚焦镜、倍频晶体、第一准直镜、第一双色镜、第二双色镜、第一反射镜组、第一光栅和第二光栅；其中，第一聚焦镜用于将泵浦光聚焦到倍频晶体上；倍频晶体用于对泵浦光进行倍频形成两束泵浦光，一束为保持原波长的长波段泵浦光，另一束为小于原波长的短波段泵浦光；第一准直镜用于将短波段泵浦光与长波段泵浦光准直为平行光；第一双色镜用于对长波段泵浦光进行透射，使其经第一反射镜组的反射镜反射到第二双色镜，以及对短波段泵浦光进行反射，使其经第一反射镜组的反射镜反射到第二双色镜；第二双色镜用于对长波段泵浦光进行透射及对短波段泵浦光进行反射，使长波段泵浦光和短波段泵浦光分别入射到第一光栅；第一光栅与第二光栅用于通过引入空间啁啾对长波段泵浦光、短波段泵浦光进行调制，调制后的长波段泵浦光与短波段泵浦光通过第一反射镜组的反射镜反射垂直入射到消色差显微物镜中。

优选地，泵浦光调制光路还包括设置在第一双色镜反射方向和透射方向上的用于控制长波段泵浦光、短波段泵浦光的开关。

优选地，泵浦光调制光路进一步包括设置在第二双色镜反射方向和透射方向上的用于滤除杂散光的双通镜。

优选地，探测光调制光路包括光学延时线、半波片、第二聚焦镜、白光产生介质、第二准直镜、棱镜组和第二反射镜组；其中，光学延时线用于对探测光进行时间延时，使探测光与泵浦光产生时间差；半波片用于对探测光进行偏振调节；第二聚焦镜用于将探测光汇聚至白光产生介质；白光产生介质用于在探测光的激发下产生白光；第二准直镜用于对白光进行准直，经第二反射镜组的反射镜反射到棱镜组；棱镜组用于对准直后的白光进行反向群速度色散补偿，再经第二反射镜组的反射镜反射到消色差显微物镜。

优选地，棱镜组包括顶角分别在35°～60°之间的第一棱镜、第二棱镜、与第二棱镜对称的第三棱镜、与第一棱镜对称的第四棱镜，第二棱镜的尺寸不小于第一棱镜尺寸的1.391～1.651倍；准直后的波长范围在380nm-780nm的平行光入射到第一棱镜后，不同波长的光角度扩展开，经第二棱镜角度继续扩展，经第三棱镜、第四棱镜再合为一束。

优选地，探测光调制光路还包括设置在光学延时线与分光元件之间用于标定探测光位置和方向的定位光阑。

优选地，白光产生介质为蓝宝石晶体、氟化钙晶体或水匣。

优选地，空间分辨瞬态***还包括数据采集装置，数据采集装置包括斩波器、斩波器控制器、光纤耦合分光光度计和PC机，用于获取泵浦光和探测光共同作用在样品后，样品对探测光吸收信号或反射信号的二维成像。

优选地，空间分辨瞬态***进一步包括带动样品进行水平方向的电动位移台。

本发明能够取得以下技术效果：

1、利用棱镜色散补偿原理和双光栅色散补偿技术结合消色差显微物镜，实现泵浦光和探测光不同频率分量在空间域和时间域上的重合，达到傅里叶变换极限的最短脉冲宽度，同时消除相差、色差和时间差，使得泵浦光和探测光通过光学元件后仍能维持较窄的脉冲宽度和较高的时间分辨率，具有激光聚焦光斑小、精度高、呈现三维对称性的优点，既保留了飞秒脉冲激光的特性又能够实现较高的空间分辨率。

2、由于光学焦平面外的光的不同频率分量在时间域和空间域上不重合，使得脉冲宽度展宽，导致时间分辨率降低，从而本发明达到仅在消色差显微物镜几何聚焦点处对泵浦光和探测光不同频率分量实现时间域和空间域的同时聚焦效果，且所得聚焦光斑小、精度高、具有高度三维对称特性。

3、双光路控制能够有效抑制激光波动引起的误差，结合双光栅和棱镜色散补偿法能够有效实现高信噪比，稳定和宽谱带以及多控制参数。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的空间分辨瞬态***的结构示意图。

其中的附图标记包括：飞秒激光源1、分光元件2、第一聚焦镜31、倍频晶体32、第一准直镜33、第一双色镜341、第二双色镜342、第一反射镜351、第二反射镜352、第三反射镜353、第四反射镜354、第五反射镜355、双通镜36、第一光栅371、第二光栅372、开关38、光学延时线41、半波片42、第二聚焦镜43、白光产生介质44、第二准直镜45、第六反射镜461、第七反射镜462、第八反射镜463、第九反射镜464、第一棱镜471、第二棱镜472、第三棱镜473、第四棱镜474、定位光阑48、消色差显微物镜5、样品6、电动位移台7、斩波器81、斩波器控制器82、光纤耦合分光光度计83、PC机84。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明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用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明的整体思路是利用棱镜色散补偿原理和双光栅色散补偿技术对飞秒脉冲激光的不同频率分量在空间上展开，引入一定的空间啁啾，啁啾调制的两束飞秒脉冲激光经消色差显微物镜聚焦在检测物的共焦点处。实现在聚焦物镜的几何焦点处，脉冲的不同频率分量在空间和时间上重合，达到傅里叶变换极限的最短脉冲宽度。且仅在消色差显微物镜几何聚焦点处对脉冲不同频率分量实现时间域和空间域同时的聚焦效果，抵消光学***对脉冲的展宽效应，所得聚焦光斑小、精度高、具有高度三维对称特性。双光路控制能够有效抑制激光波动引起的误差，结合双光栅和棱镜色散补偿法能够有效实现高信噪比，稳定和宽谱带以及多控制参数。结合X-Y二维高精度电动位移台，可根据半导体激光芯片规格设定扫描区域及空间分辨率，实现具有高空间分辨率的空间分辨瞬态探测***，且测量数据精准度高。

图1示出了根据本发明一个实施例的空间分辨瞬态***的结构。

如图1所示，本发明实施例提供的空间分辨瞬态***，包括：飞秒激光源1、分光元件2、消色差显微物镜5、探测光调制光路、泵浦光调制光路和数据采集装置。

飞秒激光源1发出中心波长为800nm的飞秒脉冲激光经分光元件2分为两束，能量较高的一束作为泵浦光，能量较低的一束作为探测光，探测光被反射进入探测光调制光路，泵浦光被透射进入泵浦光调制光路。分光元件2可以为分束片或双色镜。

泵浦光调制光路包括第一聚焦镜31、倍频晶体32、第一准直镜33、第一双色镜341、第二双色镜342、第一反射镜组、双通镜36、第一光栅371和第二光栅372。

第一反射镜组包括第一反射镜351、第二反射镜352、第三反射镜353、第四反射镜354和第五反射镜355。

泵浦光经过第一聚焦镜31汇聚后入射到倍频晶体32上，使得倍频晶体32上的光密度有所提高。汇聚的泵浦光经倍频晶体32倍频形成两束泵浦光，一束为保持原波长的长波段泵浦光，另一束为小于原波长的短波段泵浦光，短波段泵浦光与长波段泵浦光再经过第一准直镜33变为平行光入射到第一双色镜341。

由于短波段泵浦光与长波段泵浦光为平行光，可以在第一双色镜341的透射方向和反射方向上分别设置开关38，通过两个开关38对短波段泵浦光与长波段泵浦光进行控制。

长波段泵浦光依次经第一双色镜341透射、第一反射镜351反射、第二反射镜352反射、第二双色镜342透射入射至双通镜36，短波段泵浦光依次经第一双色镜341反射、第三反射镜353反射、第四反射镜354反射、第二双色镜342反射入射至双通镜36，短波段泵浦光与长波段泵浦光经双通镜36滤除杂散光后入射到第一光栅371上。

第一光栅371与第二光栅372平行放置，短波段泵浦光与长波段泵浦光首先在第一光栅371上发生衍射，各衍射光在第二光栅372上再次发生衍射，通过调节第一光栅371与第二光栅372之间的间距即可用来补偿正啁啾。平行设置的第一光栅371与第二光栅372可对短波段泵浦光与长波段泵浦光的不同频率分量在空间上展开，引入一定的空间啁啾，啁啾调制的短波段泵浦光与长波段泵浦光再经过第五反射镜355垂直入射进消色差显微物镜5中，聚焦在样品6的共焦点处。

样品6装载在电动位移台7上，通过电动位移台7实现样品6在水平方向上的二维移动。

空间啁啾为不同波长的光在空间上展开的效应。具体是指短脉冲光谱带较宽，不同波长的光折射率不同，受群速度色散效应的影响，入射光脉冲中的短波长分量(高频分量)群速度高，经过光纤传输后位于脉冲的前沿，而长波长的分量(低频分量)位于脉冲的后沿，不同波长的光在空间上展开的效应即为空间啁啾。

探测光调制光路包括光学延时线41、半波片42、第二聚焦镜43、白光产生介质44、第二准直镜45、第二反射镜组和棱镜组。

第二反射镜组包括第六反射镜461、第七反射镜462、第八反射镜463、第九反射镜464。

探测光依次通过光学延时线41、半波片42、第二聚焦镜43、白光产生介质44、第二准直镜45、第六反射镜461、棱镜组、第七反射镜462、第八反射镜463、第九反射镜464进入到消色差显微物镜5，利用消色差显微物镜5前端的光圈进行聚焦，使得探测光垂直入射到样品6上。

通过光学延时线41对探测光进行时间延时处理，使得探测光与泵浦光产生时间差。光学延时线41包括水平位移台和多棱反射镜，多棱反射镜可以替换成反射镜组。水平位移台必须保证在移动时下级光束位置和方向不变，并且光束形状也保持不变。要求探测光为平行光或者准平行光，入射方向与光学延迟位移方向一致，在光学延时线41与分光元件2之间设置定位光阑48，以标定探测光的位置和方向。

光学延时后的探测光通过半波片42实现偏振调节后，经过第二聚焦镜43汇聚后入射到白光产生介质44中，使得白光产生介质44上的光密度有所提高。

白光产生介质44一般为蓝宝石晶体、氟化钙晶体、水匣等，其中蓝宝石晶体在800nm的基频光激发下可以产生稳定且光谱平滑，波长从400nm左右开始的飞秒脉冲白光；氟化钙可产生从360nm到1μm附近的飞秒脉冲白光；水匣则可以产生450nm到1.0μm左右的飞秒脉冲白光。产生的宽白光再通过第二准直镜45变为平行光。

经白光产生介质44产生的白光，波长范围在380nm到780nm，波长范围较宽，且激光束斑经过光学延时后会被展宽成条状，产生的宽白光再通过第二准直镜45变成平行光，具有一定几何空间，因此不能使用光栅进行群速度色散补偿，只能采用棱镜组进行色散补偿。

通过在探测光调制光路上增加棱镜组引入负向群速度色散补偿，棱镜组补偿正、负啁啾可抵消光学***对脉冲的展宽效应。各棱镜之间的距离引入的是负群速度色散，而各棱镜内部的光程引入的是正群速度色散。负群速度色散是由不同波长的光程差引起的，只受棱镜之间的间距影响。对于正群速度色散，棱镜内部的光程起决定性作用，在正确的方向上移动棱镜，可以同等程度的改变不同波长经过棱镜材料内的厚度。这样，通过移动棱镜就可以改变正向色散值，总的色散结果取决于棱镜不同位置时正色散与负色散之和。

棱镜组包括第一棱镜471、第二棱镜472、第三棱镜473和第四棱镜474，宽白光通过第六反射镜461反射到第一棱镜471后不同波长的光角度扩展开，经过第二棱镜472后角度继续扩展。第三棱镜473与第二棱镜472对称设置，第四棱镜474与第一棱镜471对称设置，多束光经第三棱镜473和第四棱镜474后，光谱的***方向与之前的相反，从而又汇聚成一束光。再依次通过第七反射镜462、第八反射镜463、第九反射镜464的反射后进入到消色差显微镜5中进行聚焦，能够达到仅在物镜几何聚焦点处对探测光不同频率分量实现时间域和空间域的同时聚焦效果，所得聚焦光斑小、精度高、具有高度三维对称特性。

在现有的棱镜组群速度色散补偿技术中，四个棱镜的设计完全一样，然而对波长范围较宽的白光进行群速度色散补偿并不合适。棱镜在改变光的传播方向的同时，使光束在入射面内的束宽和张角发生改变，因此，四个棱镜的相对位置及相对尺寸需要合理设计。

假设白光由一系列平行的单色光组成(380nm-780nm)，每条单色光光线以60°入射角入射到第一棱镜471的第一工作面，第一棱镜471的出射面与第二棱镜472的入射面平行，第一棱镜471与第二棱镜472的间距为1cm。每条不同波长单色光需全部从第一棱镜471的出射面出射。

假定棱镜材料为BK7玻璃，则单色光波长为380nm时，折射率为1.5337；波长为780nm时，折射率为1.5112。波长位于这两个极值范围内的单色光平行入射BK7玻璃三角棱镜，通常棱镜的顶角在35°到60°之间。入射面的入射角为ɑ₁＝60°，根据折射率定律及扩束比计算公式：

n₁·sinα₁＝n₂·sinα₂

M和M`分别代表波长为380nm和780nm的单色光经过第一棱镜471进入第二棱镜472的扩束比值，即束宽比。ɑ<sub>1</sub>、ɑ<sub>2</sub>分别代表波长为380nm单色光在第一棱镜471第一工作面(即入射面)上的入射角和折射角，ɑ<sub>3</sub>、ɑ<sub>4</sub>分别代表波长为380nm单色光在第一棱镜471第二工作面(即出射面)上的入射角和出射角。ɑ`₁、ɑ`<sub>2</sub>分别代表波长为780nm单色光在第一棱镜471第一工作面上的入射角和折射角，ɑ`₃，ɑ`₄分别代表波长为780nm单色光在第一棱镜471第二工作面上的入射角和出射角。

在第一棱镜471和第二棱镜472的顶角为35°时，M和M`分别为1.651和1.639；在第一棱镜471和第二棱镜472的顶角为60°时，M和M`分别为1.370和1.391；在第一棱镜471和第二棱镜472的顶角为35°时，第二棱镜472的尺寸应不少于第一棱镜471尺寸的1.651倍；在第一棱镜471和第二棱镜472的顶角为60°时，第二棱镜472的尺寸应不少于第一棱镜471尺寸的1.391倍。

在第一棱镜471和第二棱镜472的顶角为35°时，设计第一棱镜471的边长为1cm，则第二棱镜472的一级边长尺寸范围在1.651-3.5cm；第一棱镜471和第二棱镜472的顶角为60°时，设计第一棱镜471的边长为1cm，则第二棱镜472的一级边长尺寸范围在1.391-3cm。第三棱镜473与第二棱镜472的尺寸相同，第四棱镜474与第一棱镜471的尺寸相同。

本发明通过不同尺寸的棱镜对探测光路上的宽白光进行群速度色散补偿，这样既不会造成材料成本及空间的浪费，又能达到群速度色散补偿的目的。

双光路控制能够有效抑制激光波动引起的误差，结合双光栅和棱镜色散补偿法能够有效实现高信噪比，稳定和宽谱带以及多控制参数。

数据采集装置包括斩波器81、斩波器控制器82、光纤耦合分光光度计83和PC机84，用于获取泵浦光和探测光共同作用在样品6后，样品6对探测光吸收信号或反射信号的二维成像。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“另一个示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空间分辨瞬态***，包括飞秒激光源和分光元件，所述飞秒激光源发出的飞秒脉冲激光经所述分光元件分为泵浦光和探测光，其特征在于，所述探测光通过探测光调制光路进行群速度色散补偿后入射到消色差显微物镜，所述泵浦光通过泵浦光调制光路进行双光栅色散补偿后入射到所述消色差显微物镜，色散补偿后的探测光与泵浦光经所述消色差显微物镜聚焦到样品的共焦点处。

2.根据权利要求1所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述泵浦光调制光路包括第一聚焦镜、倍频晶体、第一准直镜、第一双色镜、第二双色镜、第一反射镜组、第一光栅和第二光栅；其中，

所述第一聚焦镜用于将所述泵浦光聚焦到所述倍频晶体上；

所述倍频晶体用于对泵浦光进行倍频形成形成两束泵浦光，一束为保持原波长的长波段泵浦光，另一束为小于原波长的短波段泵浦光；

所述第一准直镜用于将所述短波段泵浦光与所述长波段泵浦光准直为平行光；

所述第一双色镜用于对所述长波段泵浦光进行透射，使其经所述第一反射镜组的反射镜反射到所述第二双色镜，以及对所述短波段泵浦光进行反射，使其经所述第一反射镜组的反射镜反射到所述第二双色镜；

所述第二双色镜用于对所述长波段泵浦光进行透射及对所述短波段泵浦光进行反射，使所述长波段泵浦光和所述短波段泵浦光分别入射到所述第一光栅；

所述第一光栅与所述第二光栅用于通过引入空间啁啾对所述长波段泵浦光、所述短波段泵浦光进行调制，调制后的长波段泵浦光与短波段泵浦光通过所述第一反射镜组的反射镜反射垂直入射到所述消色差显微物镜中。

3.根据权利要求2所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述泵浦光调制光路还包括设置在所述第一双色镜反射方向和透射方向上的用于控制所述长波段泵浦光、所述短波段泵浦光的开关。

4.根据权利要求2所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述泵浦光调制光路进一步包括设置在所述第二双色镜反射方向和透射方向上的用于滤除杂散光的双通镜。

5.根据权利要求1所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述探测光调制光路包括光学延时线、半波片、第二聚焦镜、白光产生介质、第二准直镜、棱镜组和第二反射镜组；其中，

所述光学延时线用于对所述探测光进行时间延时，使所述探测光与所述泵浦光产生时间差；

所述半波片用于对所述探测光进行偏振调节；

所述第二聚焦镜用于将所述探测光汇聚至所述白光产生介质；

所述白光产生介质用于在所述探测光的激发下产生白光；

所述第二准直镜用于对所述白光进行准直，经所述第二反射镜组的反射镜反射到所述棱镜组；

所述棱镜组用于对准直后的白光进行反向群速度色散补偿，再经所述第二反射镜组的反射镜反射到所述消色差显微物镜。

6.根据权利要求5所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述棱镜组包括顶角分别在35°～60°之间的第一棱镜、第二棱镜、与所述第二棱镜对称的第三棱镜、与所述第一棱镜对称的第四棱镜，所述第二棱镜的尺寸不小于所述第一棱镜尺寸的1.391～1.651倍；准直后的波长范围在380nm-780nm的平行光入射到所述第一棱镜后，不同波长的光角度扩展开，经所述第二棱镜角度继续扩展，经所述第三棱镜、所述第四棱镜再合为一束。

7.根据权利要求5所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述探测光调制光路还包括设置在所述光学延时线与所述分光元件之间用于标定所述探测光位置和方向的定位光阑。

8.根据权利要求5所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，所述白光产生介质为蓝宝石晶体、氟化钙晶体或水匣。

9.根据权利要求1所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，还包括数据采集装置，所述数据采集装置包括斩波器、斩波器控制器、光纤耦合分光光度计和PC机，用于获取所述泵浦光和所述探测光共同作用在所述样品后，所述样品对所述探测光吸收信号或反射信号的二维成像。

10.根据权利要求8所述的空间分辨瞬态***，其特征在于，进一步包括带动所述样品进行水平方向的电动位移台。

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