本发明涉及时间分辨光谱,尤其涉及一种瞬态吸收光谱的采集装置。
背景技术:
1、瞬态吸收光谱,是一种“泵浦—探测”光谱技术,用于表征亚皮秒至纳秒量级时间尺度的光致激发态衰减动力学,从而对光物理、光化学过程进行表征。瞬态吸收光谱需要通过近红外单色飞秒激光通过全谱超连续白光发生器产生超连续白光作为探测光,传统方法产生的探测光为可见光波段,仅能表征可见光波段的瞬态吸收光谱,不能在此基础上一次性表征紫外光-可见光-近红外波段的瞬态吸收光谱。
技术实现思路
1、本发明提供了一种瞬态吸收光谱的采集装置,以解决现有技术不能同时获取红外光波段和紫外光波段的瞬态吸收光谱,进而影响瞬态吸收光谱测量效率的问题。
2、根据本发明的一方面,提供了一种瞬态吸收光谱的采集装置,其中,包括:
3、激光器、第一分束器、波长范围调整单元、光学参量放大器、第一光延迟单元、光开关、光谱采集单元和控制单元;
4、激光器用于出射检测光线至第一分束器;
5、第一分束器用于将检测光线分束为泵浦光和探测光;
6、光学参量放大器、光开关和待测样品依次设置在泵浦光的传播光路上;光学参量放大器用于调整泵浦光的波长范围;控制单元分别与第一光延迟单元和光开关通信连接,用于通过控制第一光延迟单元以调整泵浦光和探测光之间的时间延迟;并控制光开关的导通与关断,以控制泵浦光入射至待测样品的频率;
7、波长范围调整单元、待测样品和光谱采集单元依次设置在探测光的传播光路上;波长范围调整单元用于调整探测光包括红外光波段、可见光波段和紫外光波段;光谱采集单元用于接收经待测样品吸收后的探测光并生成探测光谱数据;控制单元还与光谱采集单元通信连接,用于接收探测光谱数据并根据探测光谱数据确定待测样品的瞬态吸收光谱数据。
8、可选的,波长范围调整单元包括第二分束器、第一波段调整单元、第二波段调整单元和合束单元;
9、第二分束器用于接收探测光并将探测光分束为第一子检测光线和第二子检测光线;
10、第一波段调整单元位于第一子检测光线的传播光路上,用于接收第一子检测光线并将第一子检测光线调整为第一波段探测光;第一波段探测光的波段包括紫外光波段和可见光波段;
11、第二波段调整单元位于第二子检测光线的传播光路上,用于接收第二子检测光线并将第二子检测光线调整为第二波段探测光;第二波段探测光的波段包括红外光波段和可见光波段;
12、合束单元分别位于第一波段探测光和第二波段探测光的传播光路上,用于接收第一波段探测光和第二波段探测光并将第一波段探测光和第二波段探测光合束输出至待测样品中。
13、可选的,第一波段调整单元包括依次设置于第一子检测光线传播光路上的倍频晶体和第一非线性晶体;
14、倍频晶体用于将第一子检测光线调整为第三波段探测光;第一非线性晶体用于改变第三波段探测光的波长,以将第三波段探测光调整为第一波段探测光;
15、第二波段调整单元包括依次设置在第二子检测光线传播路径上的第二光延迟单元和第二非线性晶体;
16、第二光延迟单元用于调整第二子检测光线的时间延迟;第二非线性晶体用于改变第二子检测光线的波长,以将第二子检测光线调整为第二波段探测光。
17、可选的,第一波段调整单元还包括二分之一波片;
18、二分之一波片设置在第二分束器和倍频晶体之间的传播光路中。
19、可选的,第一波段调整单元还包括第一衰减片、第二衰减片和第一滤光片组;
20、第一衰减片设置在第三波段探测光的传播光路上,用于调整第三波段探测光的光强;第二衰减片设置在第一波段探测光的光路上,用于调整第一波段探测光的光强;
21、第一滤光片组设置在第二衰减片和合束单元之间的光路中;
22、第二波段调整单元还包括第三衰减片、第四衰减片和第二滤光片组;
23、第三衰减片设置在第二子检测光线的传播光路上,用于调整第二子检测光线的光强;第四衰减片设置在第二波段探测光的传播光路上,用于调整第二波段探测光的光强;
24、第二滤光片组设置在第四衰减片和合束单元之间的光路中。
25、可选的,第一波段调整单元还包括第一聚焦透镜和第一准直透镜;
26、第一聚焦透镜设置在第三波段探测光的传播光路上;第一准直透镜设置在第一波段探测光的传播光路上;
27、第二波段调整单元包括第二聚焦透镜和第二准直透镜;
28、第二聚焦透镜设置在第二子检测光线的传播光路上;第二准直透镜设置在第二波段探测光的传播光路上。
29、可选的,第一波段调整单元还包括二向色镜;
30、二向色镜设置在倍频晶体和第一非线性晶体之间的传播光路中。
31、可选的,波长范围调整单元还包括增强单元;
32、增强单元设置在第一波段调整单元和合束单元之间的传播光路中,用于增强第一波段探测光中设定波长范围的光强。
33、可选的,光谱采集单元包括波长选择单元、第一子光谱采集单元和第二子光谱采集单元;
34、波长选择单元用于将经待测样品吸收后的探测光分束为第一波段探测光和第二波段探测光;第一波段探测光的波段包括紫外光波段和可见光波段,第二波段探测光的波段包括红外光波段和可见光波段;
35、第一子光谱采集单元用于接收第一波段探测光并生成第一波段光谱数据,第二子光谱采集单元用于接收第二波段探测光并生成第二波段光谱数据;探测光谱数据包括第一波段光谱数据和第二波段光谱数据。
36、可选的,第一光延迟单元设置在光学参量放大器和光开关之间的传播光路中;
37、和/或,第一光延迟单元设置在波长范围调整单元和待测样品之间的传播光路中。
38、本发明的技术方案,通过在采集装置中设置波长范围调整单元,利用波长范围调整单元将探测光展宽为紫外光-可见光-红外光波段的宽波长光束,使得在进行瞬态吸收光谱计算时可同时获取紫外光-可见光-红外光波段的瞬态吸收光谱数据,简化了采集装置的同时扩大了瞬态吸收光谱的检测范围,提高了紫外光-可见光-红外光波段瞬态吸收光谱的检测效率。
39、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种瞬态吸收光谱的采集装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的采集装置,其特征在于,所述波长范围调整单元包括第二分束器、第一波段调整单元、第二波段调整单元和合束单元;
3.根据权利要求2所述的采集装置,其特征在于,所述第一波段调整单元包括依次设置于所述第一子检测光线传播光路上的倍频晶体和第一非线性晶体;
4.根据权利要求3所述的采集装置,其特征在于,所述第一波段调整单元还包括二分之一波片;
5.根据权利要求3所述的采集装置,其特征在于,所述第一波段调整单元还包括第一衰减片、第二衰减片和第一滤光片组;
6.根据权利要求3所述的采集装置,其特征在于,所述第一波段调整单元还包括第一聚焦透镜和第一准直透镜;
7.根据权利要求3所述的采集装置,其特征在于,所述第一波段调整单元还包括二向色镜;
8.根据权利要求2所述的采集装置,其特征在于,所述波长范围调整单元还包括增强单元;
9.根据权利要求1所述的采集装置,其特征在于,所述光谱采集单元包括波长选择单元、第一子光谱采集单元和第二子光谱采集单元;
10.根据权利要求1所述的采集装置,其特征在于,所述第一光延迟单元设置在所述光学参量放大器和所述光开关之间的传播光路中;
