[发明专利]一种飞秒时间分辨的受激拉曼光谱系统

权利要求书

1.一种飞秒时间分辨的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述受激拉曼光谱系统是利用一束飞秒激发光将分子激发到高激发态产生激发态振动波包，然后用一束窄带拉曼泵浦光和一束宽带探测脉冲激光与激发态振动波包耦合产生受激拉曼信号，最后对在探测光方向上的信号进行差分计算。

2.根据权利要求1所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述系统包括：

飞秒激光光源，用于产生飞秒激光；

激光分束合束系统，用于实现光束的分开与合并；

提供飞秒激发光的系统，用于提供飞秒激发光；

提供窄带拉曼泵浦光的系统，用于提供窄带拉曼泵浦光；

提供宽带飞秒探测脉冲激光的系统，用于提供宽带飞秒探测脉冲激光。

3.根据权利要求2所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述飞秒激光光源发出的激光经激光分束合束系统分成三束光，分别进入所述提供飞秒激发光的系统、所述提供窄带拉曼泵浦光的系统、所述提供宽带飞秒探测脉冲激光的系统。

4.根据权利要求2或3所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述系统还包括：

样品流动池系统(51)；

信号收集和探测系统(55)，用于待测样品的受激拉曼光谱的信号收集和探测；

控制采样与显示模块(56)，用于待测样品的受激拉曼光谱的采样和显示。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述系统还包括：棱镜对超短脉冲压缩器，用于对光束经过的增益介质及透射器件产生的正色散进行补偿，从而对展宽的脉冲实现压缩。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述提供飞秒激发光的系统包括：

第一光学参量放大器(11)，用于对经激光分束合束系统分束处理后的一束飞秒激光进行宽波段调谐处理；

时间延迟控制系统(16)，用于对光束进行时间延迟控制；

任选地，倍频模块，用于进行单波长的倍频处理，获得所需波长的激发光。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述飞秒激发光由凸透镜或凹面镜(50)聚焦于样品流动池系统中的样品上。

优选地，所述提供飞秒激发光的系统还可以包括平面反射镜，用于控制光路的方向，以使飞秒激发光由凸透镜或凹面镜(50)聚焦于样品流动池系统中的样品上。

优选地，所述飞秒激发光为飞秒光束(<100fs)。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述提供窄带拉曼泵浦光的系统包括：

倍频带宽压缩器SHBC(3)，用于将经激光分束合束系统分束处理后的又一束飞秒激光的脉冲压缩成>2ps，线宽小于10cm^-1，或者光谱滤波器，用于将经激光分束合束系统分束处理后的又一束飞秒激光的脉冲压缩成1ps，线宽小于20cm^-1；

第二光学参量放大器(10)，用于激光波长的调谐，获得280-900nm的连续可调谐的皮秒光作为窄带拉曼泵浦光。

优选地，所述提供窄带拉曼泵浦光的系统还包括时间延迟控制系统(15)，用于时间延迟控制，以使其与飞秒激发光和宽带探测脉冲激光同时聚焦于样品流动池系统中的样品上。

优选地，所述窄带拉曼泵浦光为窄带的皮秒光束，线宽小于20cm^-1。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述提供宽带探测脉冲激光的系统包括：

超连续白光生成器，用于产生宽带的超连续光谱作为受激拉曼探测光；

脉冲整形器，用于脉冲整形和优化。

10.根据权利要求2-9中任一项所述的受激拉曼光谱系统，其特征在于，所述宽带探测脉冲激光由分束镜(47)分成两束，一束作为信号光，经凸透镜或凹面镜(50)聚焦于样品流动池系统中的样品上，另一束作为参考光，经平面反射镜(48)调节方向，并由凸透镜或凹面镜(54)聚焦于信号收集和探测系统(55)作为参考光信号。

优选地，所述信号收集和探测系统(55)包括光谱仪和CCD相机。