基于光克爾門技術(shù)的超快時(shí)間分辨系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超快時(shí)間分辨光譜技術(shù)可以用來分析各種超快物理過程的時(shí)間動(dòng)力學(xué)行為，被廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等眾多領(lǐng)域，具有重要的基礎(chǔ)研究意義和應(yīng)用前景。目前，采用電子技術(shù)(除條紋相機(jī)外)獲得的最快時(shí)間分辨率一般只能達(dá)到納秒量級。隨著超短脈沖激光技術(shù)的快速發(fā)展，單個(gè)激光脈沖的時(shí)間寬度已經(jīng)達(dá)到了飛秒甚至阿秒量級。利用超短脈沖激光與物質(zhì)的相互作用，可以輕易實(shí)現(xiàn)飛秒量級的時(shí)間分辨率。
　　 本文以SrTiO3晶體作為非線性光克爾介質(zhì)，

2、建立了一套基于光克爾門技術(shù)的超快時(shí)間分辨測量系統(tǒng)，重點(diǎn)對系統(tǒng)的信噪比和測量精度進(jìn)行了優(yōu)化。由于SrTiO3晶體在強(qiáng)光作用下產(chǎn)生光克爾效應(yīng)時(shí)，同時(shí)會產(chǎn)生寬譜帶的雙光子激發(fā)熒光。為避免背景熒光以及泵浦光散射等噪聲對信噪比的影響，我們采取了以下措施：(1)采用鎖相放大探測技術(shù)從同頻率的熒光背景中來提取出信號光從而提高信噪比；(2)選擇合適的泵浦光強(qiáng)，在兼顧SrTiO3晶體的光克爾效應(yīng)的同時(shí)，盡量減小雙光子泵浦熒光強(qiáng)度；(3)增加SrTiO3晶

3、體與探測器之間的距離，減少到達(dá)探測器的雙光子泵浦熒光的比例；(4)采用封閉全部光路的方法，以減少泵浦光的散射，以及其他光源的影響。
　　 為了進(jìn)一步提高測量效率和測量精度，我們設(shè)計(jì)了自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過程序控制PCI8340數(shù)據(jù)采集卡和一維精密步進(jìn)電機(jī)的協(xié)調(diào)工作來完成數(shù)據(jù)采樣，并通過密集采樣來減小隨機(jī)噪聲和光源強(qiáng)度的波動(dòng)噪聲，大大提高了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作的簡便性和準(zhǔn)確性。
　　 經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以小于150fs波長為800nm的