[发明专利]一种基于偶氮有机薄膜的光控定时开关系统

说明书

技术领域

本发明属于光控定时开关装置领域，具体涉及一种基于偶氮有机薄膜的光控定时开关系统。

背景技术

目前已知的是，利用一束与水平方向成45度偏振的泵浦光beam2与一束穿过P1垂直起偏偏振片-样品-P2水平偏振片系统的探测光beam1相交于样品上的某一区域，实现利用泵浦光beam2的开启和关闭控制探测光beam1是否通过“P1垂直起偏偏振片-样品-P2水平偏振片”系统的功能。在阻断泵浦光beam2的情况下，由于P1和P2偏振方向互相垂直，探测光beam1透过P1后，偏振方向为垂直方向，由于P2是水平方向，所以在P2偏振片后面用光功率计是不能探测到探测光beam1的透射光强的。当打开泵浦光beam2的时候，由于样品的光异构化，偶氮分子被从基态激发到激发态，产生光折变双折射效应，并且被激发的分子在泵浦光beam2的作用下，偏振方向重新排列，这样就造成了经过P1后垂直偏振的探测光beam1光束在经过偶氮有机薄膜后在45度方向有了分量Ier，而且，这个Ier在沿着水平偏振P2的偏振透射方向有分量Iout，此时，在P2后面的光功率计上就能探测到有透射光强，随着时间的延长，透射光强达到饱和。这样就实现了开关的开启，从打开泵浦光beam2激发光到探测到探测光从零到光强饱和需要一定时间，我们定义为开关开启时间t1。达到饱和后，当阻断泵浦光beam2激发光时，样品分子由激发态自由热弛豫到基态，此时光异构化和双折射效应消失，在P2后面的光功率计不能探测到探测光beam1的透射光，此时我们认为开关关闭，从停止探测光beam1激发光到光功率计完全不能探测到探测光beam1的透射光需要一个过程，分子自由热弛豫时间较长，我们定义此过程是t2。为了缩短探测光beam1的关闭过程，有人在阻断泵浦光beam2激发光的的基础上，利用加入另一束线偏振光使其与泵浦光beam2同时作用时呈圆偏振光照射样品，这样被激发区域的极化分子加速从激发态向基态转化，达到了加速开关关闭的目的。当此开关关闭后，重新打开泵浦光beam2，在P2后面就可以探测到探测光beam1的投射光强，实现开关的重新开启。

但是，现有技术的光控开关只能达到瞬时开启和瞬时关闭的目的，不能达到定时开启和定时关闭的功能。因此开启和关闭时间的不可控是一个尚未解决的难题。

发明内容

针对现有光控开关的不足，本发明技术发明人进行多次实验及研究了提出了全新的光控定时开关装置，具体涉及一种基于偶氮有机薄膜的光控定时开关系统。本发明主要是在背景技术基础上加入第三束泵浦光beam3光束，通过偏振方向可控制的泵浦光beam3光束和泵浦光beam2光束的科学交替的使用来激发偶氮薄膜材料分子，实现对探测光beam1的导通或阻断的定时开关的目的。

依据本发明的一种基于偶氮有机薄膜的光控定时开关系统，包括633nm激光器(3-1)、第三光强可调衰减器(3-2)、垂直偏振偏振片P1(3-3)、偶氮有机薄膜材料(3-4)、水平偏振偏振片P2(3-5)、光电探测器(3-6)、数据采集卡(3-7)、计算机(3-8)、第一电子快门(3-9)及第二电子快门(3-14)、与水平方向成45度偏振的偏振片P3(3-10)、反射镜(3-11)、半透半反镜(3-12)、532nm激光器(3-13)、偏振片P4(3-15)、半波片(3-16)，第一光强可调衰减器(3-17)、第二光强可调衰减器(3-18)，其中：

从633nm激光器(3-1)发出的红色激光束探测光beam1经过第三光强可调衰减器(3-2)、垂直偏振偏振片P1(3-3)、偶氮有机薄膜材料(3-4)、水平偏振偏振片P2(3-5)后照射在光电探测器(3-6)上，进行光电转换，光电转换后的信号通过数据采集卡(3-7)后输入计算机(3-8)处理；从532nm激光器(3-13)发出的绿色激光束经过半透半反镜(3-12)后被分成反射和透射两束，反射的一束作为可调线偏振光束泵浦光beam3穿过第二光强可调衰减器(3-18)、第二电子快门(3-14)、偏振片P4(3-15)、半波片(3-16)后与红色激光束探测光beam1相交于偶氮有机薄膜材料(3-4)表面；透射的一束作为可调线偏振光束泵浦光beam2经反射镜(3-11)反射后，通过第一光强可调衰减器(3-17)、偏振片P3(3-10)和第一电子快门(3-9)后与红色激光束探测光beam1和可调线偏振光束泵浦光beam3相交于偶氮有机薄膜材料上；从而形成了光控定时开关系统；