[发明专利]在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系统，其特征在于，包括：飞秒激光光源模块(I)、探测光延迟模块(II)、样品仓模块(III)、激发光斩波模块(IV)、检测模块(V)和系统控制模块(VI)；

所述飞秒激光光源模块(I)，包括：飞秒激光器(1)、分光平片(2)以及光参量放大器(3)；

所述飞秒激光器(1)射出的激光经过分光平片(2)后，一部分光作为探测光射向第一反射镜(4)，另一部分光分给光参量放大器(3)，光参量放大器(3)产生连续可调的激光，作为激发光射向激发光斩波模块(IV)；

所述第一反射镜(4)将探测光射入探测光延迟模块(II)中，探测光在探测光延迟模块(II)内部经过多次反射后射出；所述探测光延迟模块(II)用于改变探测光光程，从而改变探测光与激发光到达样品(9)的时间差；

所述样品仓模块(III)，包括：第一平凸透镜(8)、样品(9)、第二平凸透镜(10)和脉冲电源(17)；

探测光从探测光延迟模块(II)射出后，经过第二反射镜(6)反射，通过第一衰减器(7)进入样品仓模块(III)中；探测光通过第一平凸透镜(8)聚焦到样品(9)上，之后再通过第二平凸透镜(10)变为平行光；所述样品(9)连接脉冲电源(17)，通过脉冲电源(17)为样品(9)施加脉冲电压；

所述激发光斩波模块(IV)，包括：光学斩波器(12)、第二衰减器(13)和第三平凸透镜(14)；

所述光学斩波器(12)控制激发光的通过与否，在样品(9)上呈现出有激发光和无激发光两种形式；所述光参量放大器(3)射出的激发光经过光学斩波器(12)斩波、第二衰减器(13)调节激发光强度，再经过第三平凸透镜(14)聚焦后射出，聚焦的过程中经过第三反射镜(15)反射，最后聚焦到样品(9)上，激发光聚焦的位置和探测光聚焦的位置一致；

所述检测模块(V)，包括：PMT光电倍增管(11)、高压电源(16)和锁相放大器(18)；

所述PMT光电倍增管(11)检测从样品仓模块(III)射出的探测光；所述PMT光电倍增管(11)将光信号转换为电信号输入到锁相放大器(18)中；所述PMT光电倍增管(11)与高压电源(16)连接，所述高压电源(16)用于为PMT光电倍增管(11)施加电压；

所述系统控制模块(VI)，包括：接线盒(19)和计算机(20)，所述接线盒(19)将飞秒激光器(1)的同步信号同时传给光学斩波器(12)和脉冲电源(17)，并能触发光学斩波器(12)和脉冲电源(17)工作；所述计算机(20)分别与飞秒激光光源模块(I)、探测光延迟模块(II)、接线盒(19)以及锁相放大器(18)信号连接。

2.根据权利要求1所述的在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系统，其特征在于，所述飞秒激光器(1)射出波长为800nm或1030nm的激光。

3.根据权利要求1所述的在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系统，其特征在于，所述光参量放大器(3)产生波长为200-2000nm连续可调的激光。

4.根据权利要求1所述的在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系统，其特征在于，所述探测光延迟模块(II)，包括：电动位移台(207)、第一延迟模块反射镜(201)、第二延迟模块反射镜(202)、第三延迟模块反射镜(203)、第四延迟模块反射镜(204)、第五延迟模块反射镜(205)、第六延迟模块反射镜(206)和中空回射镜(208)；

所述电动位移台(207)设置在探测光延迟模块(II)的一端，六个延迟模块反射镜设置在探测光延迟模块(II)的另一端；

所述第五延迟模块反射镜(205)和第六延迟模块反射镜(206)对应布置；所述第一延迟模块反射镜(201)和第二延迟模块反射镜(202)设置在第五延迟模块反射镜(205)后方；所述第三延迟模块反射镜(203)和第四延迟模块反射镜(204)设置在第六延迟模块反射镜(206)后方；所述第二延迟模块反射镜(202)与第四延迟模块反射镜(204)位置对应；

且第一延迟模块反射镜(201)、第二延迟模块反射镜(202)、第三延迟模块反射镜(203)、第四延迟模块反射镜(204)、第五延迟模块反射镜(205)、第六延迟模块反射镜(206)分别与探测光延迟模块(II)长度方向呈45°角。