[发明专利]一种时空泵浦探测控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种时空泵浦探测控制系统及方法，所述系统包括超快飞秒激光器、光参量振荡器、位移延迟模块、微驱转动模块、物镜、样品台、光电耦合放大器和计算机终端；本发明所述的控制系统集成了时间分辨的泵浦探测和时空分辨的泵浦探测两种功能。本发明可实现全自动控制下的泵浦探测时间分辨扫描、一维时空分辨扫描和二维时空分辨扫描，实时数据可视化并同步写入批处理文件。本发明旨在改进时空分辨扫描操作的复杂程度，缩短测试周期，提高探测效率，确保数据结果的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及超快激光泵浦探测技术领域，具体为一种时空泵浦探测控制系统及方法。

背景技术

泵浦探测技术是目前超快激光技术领域中重要的应用研究技术。通过光与物质的相互作用关系，能够无接触地探测到半导体材料及其光电子器件的内部微观动力学信息。尤其是时空分辨的泵浦探测技术，不仅能获取样品上某一点处的载流子从受激到复合的全部过程，还能采集载流子受激后在样品面内的扩散状况，这对于深入理解半导体光电子器件的内部机理起到了至关重要的作用。而当前超快激光泵浦探测主要是时间分辨探测，而时空分辨的泵浦探测因其操作繁杂，稳定性差，耗时过长等诸多问题，使用范围和实用性受到了制约。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种时空泵浦探测控制系统及方法，能够实现自动时空泵浦探测扫描，方便易用，提高了测试效率、稳定性和精准度。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种时空泵浦探测控制系统，包括：超快飞秒激光器、光参量振荡器、位移延迟模块、微驱转动模块、物镜、样品台、光电耦合放大器和计算机终端；

所述超快飞秒激光器作为超快飞秒脉冲激光光源，用于发射一束飞秒脉冲激光；

所述光参量振荡器用于改变飞秒脉冲激光的波长，并将飞秒脉冲激光分为两束激光，分别作为泵浦光和探测光；

所述位移延迟模块包括：位移延迟主控器、电动位移底座和回射镜，回射镜安装于电动位移底座的上方，电动位移底座与位移延迟主控器连接，位移延迟主控器与计算机终端连接，计算机终端用于通过位移延迟主控器控制电动位移底座的运动，从而精确控制回射镜位置，进而对泵浦光和探测光中的一束光的光程进行处理；

计算机终端还用于实时读取电动位移底座的运动数据；

所述微驱转动模块包括：微驱转动控制器和两个反射镜，每个反射镜包括两个电动旋钮，分别为电动旋钮X和电动旋钮Y，电动旋钮Y用于调整反射镜的俯仰程度，电动旋钮X用于调整反射镜的水平旋转角度；

微驱转动控制器的四个接口分别与四个电动旋钮连接，微驱转动控制器的四个接口的序列号分别为1、2、3、4，微驱转动控制器还与计算机终端连接，计算机终端用于通过微驱转动控制器控制反射镜的俯仰程度和水平旋转角度，进而调整经过位移延迟模块处理后的一束光与另一束光入射物镜的角度，从而调整泵浦光和探测光的光斑相对位置；

计算机终端还用于实时读取反射镜的俯仰程度和水平旋转角度；

所述物镜用于将经过微驱转动模块处理后的两束光聚焦于样品台；

所述光电耦合放大器用于将样品台反射或透射的探测光传送至计算机终端。

一种基于时空泵浦探测控制系统的方法，包括以下步骤：

步骤S1、首先调整泵浦光和探测光在样品台处重合，保证泵浦光和探测光的光程差相等；确定纯时间分辨扫描起止时间和时空分辨扫描的相对位置；

步骤S2、初始化程序及参数：启动LabVIEW程序至工作界面，选择测试内容，测试内容包括纯时间分辨扫描和时空分辨扫描；依次输入数据文件存储路径和新数据文件名；回射镜起止位置、位移方向、位移步长和位移时间间隔；反射镜上的电动旋钮序列号、起止位置和转动次数；保存初始参数；