[发明专利]一种高空间分辨的泵浦-探测微区测量装置、系统及方法

权利要求书

1.一种高空间分辨的泵浦—探测微区测量装置，其特征在于，测量装置为单光子吸收测量装置，包括：激光器（1）、分光器（2）、泵浦激光调节组件、探测激光调节组件、合束器（13）、微区测量组件（14）和光强探测组件；

所述激光器（1）用于产生激光；

所述分光器（2）用于将所述激光分为两束；

所述泵浦激光调节组件用于对所述两束激光中的一束进行调节，得到泵浦激光；

所述探测激光调节组件用于对所述两束激光中的另一束进行调节，得到探测激光；

所述合束器（13）用于对所述泵浦激光和探测激光进行合束；

所述微区测量组件（14）用于在测量前通过显微方式定位待测样品的测量位置，并聚焦所述泵浦激光和探测激光，对所述待测样品进行探测；

所述光强探测组件用于探测所述探测激光的光强和待测样品的透射激光的光强；

所述微区测量组件（14）包括4f系统（15）、电动载物台（16）和显微光学图像采集装置（17）；

所述4f系统（15）用于在测量时对激光进行聚焦；

所述电动载物台（16）用于安放待测样品，可在计算机（21）的控制下调节所述待测样品在测量光路上的位置；

所述显微光学图像采集装置（17）用于在测量前对待测样品进行显微观测，以定位待测样品的测量区域；

所述泵浦激光调节组件包括依次设置在光路上的泵浦光频率调节组件、泵浦光脉冲频率调节组件；

所述泵浦光频率调节组件用于将激光调节为具有特定波长的单色激光；

所述泵浦光脉冲频率调节组件用于将激光调节为具有特定脉冲频率的激光；

所述泵浦光频率调节组件包括倍频晶体（3）、衰减片（4）和滤波片（5）。

2.根据权利要求1所述的高空间分辨的泵浦—探测微区测量装置，其特征在于：所述探测激光调节组件包括依次设置在光路上的探测光频率调节组件、光程调节组件（9）和探测光扫描组件（10）；

所述探测光频率调节组件用于将激光调节为具有特定波长的单色激光；

所述光程调节组件（9）用于调节激光的光程；

所述探测光扫描组件（10）用于调节激光的光路，使得激光在预设的扫描区域进行扫描。

3.根据权利要求2所述的高空间分辨的泵浦—探测微区测量装置，其特征在于：所述探测光频率调节组件包括光参量放大器（8）和衰减片（4）；所述探测光扫描组件（10）包括扫描振镜（11）和控制器（12）。

4.根据权利要求2所述的高空间分辨的泵浦—探测微区测量装置，其特征在于：所述光强探测组件包括第一光强探测器（18）和第二光强探测器（19）；

所述第一光强探测器（18）用于测量所述泵浦激光的光强；

所述第二光强探测器（19）用于测量所述待测样品的透射激光的光强；

在所述第二光强探测器（19）的前端光路上，还设置有滤波片（5），用于滤除所述透射激光中的泵浦激光；

和/或，

透镜（20），用于将透射激光调整为平行光。

5.一种高空间分辨的泵浦—探测微区测量系统，其特征在于：包括如权利要求1至4任一项所述的测量装置、数据处理模块（22）和计算机（21）；

所述数据处理模块（22）与所述测量装置的光强探测组件连接，用于获取光强信号；

所述数据处理模块（22）与所述计算机（21）连接，将所述光强信号发送至所述计算机（21）；

所述计算机（21）用于根据所述光强信号进行测量结果分析。

6.一种高空间分辨的泵浦—探测微区测量方法，其特征在于：通过权利要求1至4任一项所述的测量装置进行测量，包括如下步骤：

S1. 将激光器（1）产生的飞秒激光分束为泵浦激光和探测激光；探测激光通过探测激光调节组件调节激光的行程和光路；泵浦激光通过泵浦激光调节组件将激光的光频率翻倍，脉冲频率降低至原频率的一半；获取泵浦激光的光强；

S2. 所述泵浦激光和探测激光合束后按照单光子吸收的方式对待测样品进行扫描测量；

S3. 获取扫描测量结果，生成光谱图像。

7.根据权利要求6所述的高空间分辨的泵浦—探测微区测量方法，其特征在于：步骤S2中所述扫描包括第一扫描方式和第二扫描方式；

所述第一扫描方式为：保持所述待测样品位置不变，保持所述泵浦激光的光路不变，通过所述探测激光调节组件调节所述探测激光的光路，对待测样品进行扫描；

所述第二扫描方式为：保持所述泵浦激光和所述探测激光的光路不变；通过电动载物台（16）移动所述待测样品，对待测样品进行扫描。