[发明专利]基于π相位调制的时频二维相敏和频光谱界面检测方法

权利要求书

1.一种基于π相位调制的时频二维相敏和频光谱界面检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：

在可见光脉冲光路中添加延时波片与相位调制器，对可见光脉冲做延时处理与π相位调制；

可见光脉冲与红外光脉冲在空间与时间上相匹配，同时同地照射在样品界面上，并用CCD型光谱仪采集激发出来的二维和频光谱图；

对二维和频光谱图进行数据处理，利用反演算法得到样品界面的分子响应函数的幅值、频率和相位信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于π相位调制的时频二维相敏和频光谱界面检测方法，其特征在于，所述对二维和频光谱图进行数据处理，利用反演算法得到样品界面的分子响应函数的幅值、频率和相位信息的步骤具体为：

1)输入已知量；

即有可见光脉冲函数Vis(t)、红外光脉冲函数IR(t)和二维和频光谱谱图I，接着对二维光谱图I在空间方向上求和，得到界面的一阶极化率预测值P1′(t)；

2)利用时频二维和频光谱的正向算法，通过P1′(t)和Vis(t)得到模拟的二维和频光谱图I′(ω,τ)；即：

其中，ω是光谱I′(ω,τ)中的频率，τ是光谱I′(ω,τ)中的时间延迟，i是虚数单位；Vis(t-τ)为有着时间延迟的可见光脉冲函数；dt为积分的单位；

3)令dI＝I′-I，对矩阵dI求和得到d；I′为模拟的二维和频光谱；

设定阈值m，如果d小于m，则可以认为模拟的二维和频光谱与真实光谱非常接近，即此时输入的模拟一阶极化率就是真实的一阶极化率；

如果d大于m，则认为模拟的二维和频光谱与真实光谱相差较远，就根据dI对模拟的二维和频光谱进行修正，得到一个新的一阶极化率预测值，并重复步骤2)，其中修正方法如下：

P1′(t)＝P1′(t)*f(dI)

其中，dI是光谱差异矩阵，f是对差异处理函数；

直到模拟的二维和频光谱与真实光谱非常接近，输出此时的一阶极化率，并由此求出界面的分子响应函数；最后通过对分子响应函数作高斯拟合等方法提取幅值、频率和相位信息。