[发明专利]利用双锁相技术提高时间分辨太赫兹光谱信噪比的方法

摘要

本发明涉及一种利用双锁相技术提高时间分辨太赫兹光谱信噪比的方法，首先搭建时间分辨太赫兹光谱系统；其次需要扫描延迟线完成探测部分的信号输入；接着将探测部分的信号输入两台锁相放大器中，同时完成两台斩波器与两台锁相放大器之间的信号同步；接着实现太赫兹产生部分中斩波器对泵浦部分中斩波器的信号同步，再将滤除泵浦光路背景噪声的信号从锁相放大器输入产生部分中锁相放大器，与滤除产生部分背景噪声的信号做差，经产生部分锁相放大器解调最终得到信号差值ΔE/E，扫描延迟线即可得到样品完整载流子动力学过程。本发明可以大幅提高系统的信噪比，不仅可以用于时间探测太赫兹系统中，在小信号强背景噪声场合中也适用。

主权项

1.一种利用双锁相技术提高时间分辨太赫兹光谱信噪比的方法，其特征在于，该方法首先需要搭建包含有太赫兹产生部分、太赫兹探测部分、泵浦部分和锁相放大部分的完整的时间分辨太赫兹光谱系统；其次需要扫描延迟线完成探测部分的信号输入；接着将探测部分的信号输入两台锁相放大器中，同时完成两台斩波器与两台锁相放大器之间的信号同步；接着实现太赫兹产生部分中斩波器对泵浦部分中斩波器的信号同步，再将滤除泵浦光路背景噪声的信号从锁相放大器输入产生部分中锁相放大器，与滤除产生部分背景噪声的信号做差，经产生部分锁相放大器解调最终得到信号差值ΔE/E，扫描延迟线即得到样品完整载流子动力学过程；其具体步骤包括：101、搭建时间分辨太赫兹光谱系统：飞秒激光经两个分束镜被分为三束光，分别用于产生、探测太赫兹脉冲以及泵浦样品；102、采集泵浦后样品的信号：通过扫描泵浦部分中延迟线2得到样品经泵浦后太赫兹脉冲随时间变化的信息，进入探测部分被采集；103、信号接入锁相放大部分并完成信号调制：探测器接收两束线偏光的信号，分别输入锁相放大器#1、#2；同时产生部分与泵浦部分中的斩波器的参考信号也输入锁相放大器#1、#2，实现同频同相信号的选定；104、信号差值ΔE/E输出：将产生部分中斩波器1的参考信号输入泵浦部分中斩波器2，实现两台斩波器的同步；输入锁相放大器#2的信号经斩波器2选定的频率滤除泵浦部分背景噪声后输入锁相放大器#1，和锁相放大器#1经斩波器1滤除产生部分背景噪声后的信号做差，再经解调最终得到信号ΔE/E；105、信号ΔE/E经放大后输入电脑被采集：得到光激发下样品完整的载流子动力学过程。