[发明专利]基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，包括：飞秒光源模块(Ⅰ)、延迟线平台模块(Ⅱ)、探测白光产生模块(Ⅲ)、激发光斩波模块(Ⅳ)、光束合束匀化模块(Ⅴ)、样品仓模块(Ⅵ)、检测模块(Ⅶ)和系统控制模块(Ⅷ)；

所述飞秒光源模块(Ⅰ)，包括：飞秒激光器(1)、分束片(2)和参量放大器(3)；

所述飞秒激光器(1)输出飞秒脉冲激光，经过分束片(2)进行分束，一部分光作为激发光进入参量放大器(3)；另一部分光为探测光的基频光输出至延迟线平台模块(Ⅱ)；

所述延迟线平台模块(Ⅱ)，对探测光的基频光进行光程控制，使探测光相对激发光延迟照射到样品上；

所述探测白光产生模块(Ⅲ)，将延迟线平台模块(Ⅱ)输出的探测光的基频光转换成探测白光；

所述激发光斩波模块(Ⅳ)，将参量放大器(3)输出的激发光进行光学斩波，形成泵浦激发光；

所述光束合束匀化模块(Ⅴ)，包括：合束分束片(17)和光斑匀化装置(18)；

所述合束分束片(17)，透过50％的探测白光，反射50％的泵浦激发光，将探测白光和泵浦激发光形成同轴共线的状态，合成合束光；

所述光斑匀化装置(18)，对合束光进行光斑匀化处理；

所述样品仓模块(Ⅵ)，包括：依次设置的第一物镜(19)、第二物镜(21)和透镜(22)；所述第一物镜(19)和第二物镜(21)的焦距相同；所述第一物镜(19)与第一物镜(19)的焦点之间放置样品(20)；所述第二物镜(21)后设置可切换的滤光片；

合束光经过第一物镜(19)对样品(20)进行面激发，光透过样品(20)后，用相同焦距的第二物镜(21)对光进行收集，使探测白光和泵浦激发光再次变成平行光；透镜(22)进行聚焦；

所述检测模块(Ⅶ)，包括：探测光检测器(23)；所述探测光检测器(23)，采集透镜(22)聚焦后的光；所述探测光检测器(23)采用面阵CCD；

所述系统控制模块(Ⅷ)，包括：工控机(25)和计数器(24)；

所述计数器(24)分别与飞秒激光器(1)、激发光斩波模块(Ⅳ)和探测光检测器(23)信号连接；

所述工控机(25)分别与计数器(24)、延迟线平台模块(Ⅱ)、激发光斩波模块(Ⅳ)和探测光检测器(23)信号连接。

2.根据权利要求1所述的基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，所述飞秒激光器(1)输出200nm—2000nm的连续飞秒脉冲激光作为激发光，输出800nm或1030nm脉冲光为探测光的基频光。

3.根据权利要求1所述的基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，所述延迟线平台模块(Ⅱ)，包括：延迟线平台(4)和平台外反射镜(5)；

延迟线平台(4)和平台外反射镜(5)分别安装在第一位移台上。

4.根据权利要求3所述的基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，所述延迟线平台模块(Ⅱ)的移动范围为0至300mm，所述延迟线平台模块(Ⅱ)对探测光的延迟时间为0至8ns。

5.根据权利要求1或4所述的基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，所述探测白光产生模块(Ⅲ)，包括：依次设置的第一平凸透镜(6)、第一衰减片(7)、造白光晶体(8)、第二平凸透镜(9)、第二衰减片(10)和第一滤光片(11)。

6.根据权利要求5所述的基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，所述激发光斩波模块(Ⅳ)，包括：依次设置的第二回射镜(12)、第一光阑定位装置(13)、斩波器(14)、第三衰减片(15)和第二光阑定位装置(16)；其中，所述斩波器(14)与系统控制模块(Ⅷ)信号连接。

7.根据权利要求1所述的基于面阵CCD的超快泵浦探测瞬态吸收成像系统，其特征在于，所述样品仓模块(Ⅵ)配置第二位移台；

所述第一物镜(19)、第二物镜(21)、样品(20)放置在第二位移台上，通过第二位移台调整第一物镜(19)、第二物镜(21)、样品(20)的位置。