基于LabVIEW的低噪聲超快泵浦-探測系統(tǒng)開發(fā)及應用.pdf

1、超快泵浦-探測系統(tǒng)可以在飛秒時間量級分辨事物的變化過程，在物理、生物、化學和醫(yī)學等各個領域均有重要的應用。超快泵浦-探測實驗需上百次的改變泵浦光與探測光之間的光程差，且需記錄對應光程差探測光的功率。繁瑣的數(shù)據(jù)記錄和光程差控制難于手動完成因此，自動化控制系統(tǒng)是其應用的關鍵。此外，超快泵浦-探測系統(tǒng)使用的激光源通常抖動較大，這導致測試結果的信噪比較低。如何獲得高信噪比的探測信號也是泵浦-探測的關鍵技術。本論文圍繞設計和搭建低噪聲超快泵浦-探

2、測自動化控制系統(tǒng)開展工作，基于LabVIEW開發(fā)了超快泵浦-探測自動測量系統(tǒng)，并結合鎖相放大器研究了其信噪比特性。論文主要工作包括：
　?。?）基于LabVIEW虛擬儀器開發(fā)平臺，設計了超快泵浦-探測自動化控制軟件。該軟件通過 RS232與GPIB協(xié)議控制測量系統(tǒng)中儀器，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化控制與數(shù)據(jù)的自動化采集。并且，自動化控制軟件可以將測量數(shù)據(jù)實時作圖，簡少了泵浦-探測實驗系統(tǒng)的工作量。
　?。?）結合光學斬波器和鎖相放大

3、器，實驗搭建了低噪聲的超快泵浦-探測系統(tǒng)。在超快泵浦-探測系統(tǒng)中，使用斬波器將激光調(diào)制成特定的頻率。將斬波器輸出的信號做為參考信號輸入至鎖相放大器，鎖相放大器只檢測被測信號中與參考信號頻率相同的成分，其它頻率的成分則受到大幅度抑制。若直接使用功率計測量激光功率，其方差為0.0001；使用鎖相放大器測量，當積分時間常數(shù)設置為3 s時，測量方差為0.000006。通過超快泵浦-探測系統(tǒng)測試二硫化碳的超快動力學特性，驗證了該降噪方法的有效性。