泵浦-探測(cè)超快光譜中弱信號(hào)檢測(cè)方法研究.pdf

1、超快激光泵浦-探測(cè)技術(shù)是通過(guò)改變探測(cè)光脈沖與泵浦光脈沖到達(dá)樣品的時(shí)間間隔，在不同的探測(cè)光脈沖相對(duì)于泵浦光脈沖的延遲時(shí)間條件下，記錄探測(cè)光通過(guò)樣品后其光強(qiáng)度的變化情況，從而研究被激發(fā)的樣品的光學(xué)參量隨延遲時(shí)間變化的規(guī)律。超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)則是一種常用的超快激光泵浦-探測(cè)技術(shù)，是對(duì)物質(zhì)激發(fā)態(tài)能量弛豫過(guò)程研究的有力工具。在傳統(tǒng)的超快激光泵浦-探測(cè)技術(shù)中，由于記錄的是在泵浦光作用前后樣品對(duì)探測(cè)光吸收的相對(duì)變化量，當(dāng)激光器輸出能量有起伏

2、時(shí)，相鄰探測(cè)的兩個(gè)信號(hào)光即有泵浦光作用和無(wú)泵浦光作用的信號(hào)光由于積分時(shí)間都比較長(zhǎng)分別累加了上百個(gè)或者上千個(gè)激光脈沖，這樣就會(huì)有較大的由激光輸出隨機(jī)起伏而引起的背景差異。尤其是樣品對(duì)探測(cè)光吸收的吸光度變化相對(duì)比較小的時(shí)候，激光器能量輸出引起的信號(hào)起伏程度甚至比信號(hào)本身起伏程度都要明顯，這對(duì)實(shí)驗(yàn)信號(hào)的檢測(cè)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與有效性都會(huì)產(chǎn)生很大影響。
　　本文首先對(duì)傳統(tǒng)的超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及瞬態(tài)吸收光譜進(jìn)行了介紹。結(jié)合超快時(shí)

3、間分辨瞬態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理及激光器輸出能量的隨機(jī)起伏對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源進(jìn)行了分析。提出了一種新的泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)課題提出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行理論模擬并與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行對(duì)比，來(lái)證實(shí)其可以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的信噪比。
　　進(jìn)而，結(jié)合泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案及已有的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，搭建泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用其對(duì)類胡蘿卜素樣品進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與利用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，

4、來(lái)驗(yàn)證泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信噪比。
　　最后，利用搭建成功并調(diào)試完善的泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)瞬態(tài)吸收信號(hào)比較弱的量子點(diǎn)樣品進(jìn)行測(cè)量。檢驗(yàn)泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)弱信號(hào)物質(zhì)瞬態(tài)吸收光譜的測(cè)量效果。
　　本文對(duì)傳統(tǒng)超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的誤差來(lái)源進(jìn)行了分析，提出了可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的泵浦-探測(cè)超快光譜弱信號(hào)檢測(cè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，并成功利用其對(duì)弱信號(hào)物質(zhì)的瞬