基于LabVIEW的低噪聲超快泵浦-探測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、超快泵浦-探測(cè)系統(tǒng)可以在飛秒時(shí)間量級(jí)分辨事物的變化過(guò)程，在物理、生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用。超快泵浦-探測(cè)實(shí)驗(yàn)需上百次的改變泵浦光與探測(cè)光之間的光程差，且需記錄對(duì)應(yīng)光程差探測(cè)光的功率。繁瑣的數(shù)據(jù)記錄和光程差控制難于手動(dòng)完成因此，自動(dòng)化控制系統(tǒng)是其應(yīng)用的關(guān)鍵。此外，超快泵浦-探測(cè)系統(tǒng)使用的激光源通常抖動(dòng)較大，這導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的信噪比較低。如何獲得高信噪比的探測(cè)信號(hào)也是泵浦-探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。本論文圍繞設(shè)計(jì)和搭建低噪聲超快泵浦-探

2、測(cè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)開(kāi)展工作，基于LabVIEW開(kāi)發(fā)了超快泵浦-探測(cè)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，并結(jié)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(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了超快泵浦-探測(cè)自動(dòng)化控制軟件。該軟件通過(guò) RS232與GPIB協(xié)議控制測(cè)量系統(tǒng)中儀器，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化控制與數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集。并且，自動(dòng)化控制軟件可以將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)作圖，簡(jiǎn)少了泵浦-探測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作量。
　?。?）結(jié)合光學(xué)斬波器和鎖相放大

3、器，實(shí)驗(yàn)搭建了低噪聲的超快泵浦-探測(cè)系統(tǒng)。在超快泵浦-探測(cè)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(hào)做為參考信號(hào)輸入至鎖相放大器，鎖相放大器只檢測(cè)被測(cè)信號(hào)中與參考信號(hào)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(jì)測(cè)量激光功率，其方差為0.0001；使用鎖相放大器測(cè)量，當(dāng)積分時(shí)間常數(shù)設(shè)置為3 s時(shí)，測(cè)量方差為0.000006。通過(guò)超快泵浦-探測(cè)系統(tǒng)測(cè)試二硫化碳的超快動(dòng)力學(xué)特性，驗(yàn)證了該降噪方法的有效性。