基于光克爾門技術的超快時間分辨系統(tǒng)實驗研究.pdf

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

2、建立了一套基于光克爾門技術的超快時間分辨測量系統(tǒng)，重點對系統(tǒng)的信噪比和測量精度進行了優(yōu)化。由于SrTiO3晶體在強光作用下產生光克爾效應時，同時會產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，在兼顧SrTiO3晶體的光克爾效應的同時，盡量減小雙光子泵浦熒光強度；(3)增加SrTiO3晶

3、體與探測器之間的距離，減少到達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。
　　 為了進一步提高測量效率和測量精度，我們設計了自動數據采集系統(tǒng)，通過程序控制PCI8340數據采集卡和一維精密步進電機的協調工作來完成數據采樣，并通過密集采樣來減小隨機噪聲和光源強度的波動噪聲，大大提高了系統(tǒng)實驗操作的簡便性和準確性。
　　 經實驗驗證，以小于150fs波長為800nm的