[发明专利]一种飞秒宽带泵浦-激发/亏蚀-探测光谱仪

说明书

本公开涉及一种飞秒宽带泵浦‑再激发/亏蚀‑探测光谱仪，所述光谱仪产生泵浦光、探测光以及激发/亏蚀光；所述光谱仪能够对泵浦光、激发/亏蚀光进行双斩波调制，并能控制激发/亏蚀光、探测光到达样品的时序；其中，探测光为超连续探测脉冲，与泵浦光的偏振方向成魔角；并且泵浦光、激发/亏蚀光的偏振方向一致。所述光谱仪能够用于探测采集各个相应时序下的宽带探测光的光谱信号，进而研究样品分子的不同激发态过程的超快动力学行为。本发明较之现有的相关研究方法具有高时间分辨、功能更强大、可研究的过程更广泛等特点，并可实现物理化学反应的人工量子调控，是现代超快光谱技术中新型有效的探测技术之一。

技术领域

本发明涉及光电调控及传感技术领域，具体地，涉及飞秒宽带泵浦-激发/亏蚀-探测光谱仪。

背景技术

随着激光技术的发展，人们发展了多种超快光谱技术来研究分子的超快过程。目前常用的超快光谱技术，主要有飞秒荧光光谱技术及飞秒pump(泵浦)-probe(探测)光谱技术等，这些技术在应用中被发现都存在着不同的局限性。飞秒荧光光谱技术虽然具有较高的探测精度，但其只能对发光材料进行探测，并且只能对发光材料的发光过程进行探测。而飞秒宽带pump(泵浦)-probe(探测)光谱技术虽然可对不发光分子及分子的暗态过程进行高时间分辨的探测，但该方法在复杂的凝聚相体系探测应用中面临一些难题需要解决，如：无法解决复杂分子体系的光谱重叠；无法精确探测复杂动力学过程中处于长寿命过程之后的超快中间过程；无法直接探测激发态动力学过程的全过程(如无法探测GSI,Excitondissociation等中间过程)；无法进行选择性量子调控等。

发明内容

为了克服这些技术的缺点，本公开提出了一种飞秒宽带泵浦-激发/亏蚀-探测光谱仪，可以对凝聚态体系的内部相互作用及动力学过程实现高精度的测量及量子调控，进而应用于生物、物理、化学及材料等领域进行研究。本公开技术方案如下。

一方面，本公开提供了一种飞秒宽带泵浦-激发/亏蚀-探测光谱仪，所述光谱仪产生泵浦光、探测光以及激发/亏蚀光；

所述光谱仪能够对泵浦光、激发/亏蚀光进行双斩波调制，并能控制激发/亏蚀光、探测光到达样品的时序，实现样品的差分光谱探测；

其中，探测光为超连续探测脉冲，与泵浦光的偏振方向成魔角；

并且泵浦光、激发/亏蚀光的偏振方向一致。

在所述光谱仪中，其中：所述光谱仪包括宽波段可调谐飞秒激光光源；所述宽波段可调谐飞秒激光光源用于产生激光光束，所述激光光束经第一分束片(2)分成第一光束、第二光束；

所述第一光束经第二分束片(4)分成第三光束和第四光束；

所述第二光束经第一非线性光参量放大装置(3)调谐、激光脉冲整形装置调制产生激发/亏蚀光；

所述第三光束经非线性透明介质(10)产生超连续探测光；

所述第四光束经第二非线性光参量放大装置(6)调谐产生泵浦光。

在所述光谱仪中，其中：所述光谱仪在激发/亏蚀光的光路上设置第一电控位移时间延迟平台(14)、第一斩波器(23)，通过所述第一电控位移时间延迟平台(14)控制所述激发/亏蚀光到达样品池的时间，通过所述第一斩波器(23)控制是否透过激发/亏蚀光；

所述光谱仪在泵浦光的光路上设置第二电控位移时间延迟平台(31)、第二斩波器(33)，通过所述第二电控位移时间延迟平台(31)控制所述泵浦光到达样品池(36)的时间，通过所述第二斩波器(33)控制是否透过泵浦光；

所述光谱仪在探测光的光路上设置有第三电控位移时间延迟平台(19)，通过所述第三电控位移时间延迟平台(19)控制所述探测光到达样品池(36)的时间。

在所述光谱仪中，其中：所述第一斩波器的转速为第二斩波器转速的2倍。