[發(fā)明專利]一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310040788.4
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103091260A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建平;楊帆;馬肖燕;于鵬云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/35
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控制紅外光譜裝置的系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來出現(xiàn)的飛秒激光二維紅外光譜技術(shù)，是分子體系在時域中的三束超快紅外激光脈沖作用下所產(chǎn)生的受激振動光子回波響應(yīng)經(jīng)二維傅里葉變換后在二維頻域中的表達(dá)。它作為一種新穎的前沿光譜學(xué)手段，具有以飛秒時間分辨率測定凝聚相分子動態(tài)結(jié)構(gòu)的能力。二維紅外光譜技術(shù)是一種新興的分子動態(tài)結(jié)構(gòu)檢測手段，目前還沒有商品化的儀器，其核心光路和整套裝置都需要在實(shí)驗(yàn)室中自行搭建。控制光路中主要部件的協(xié)調(diào)運(yùn)作和光譜數(shù)據(jù)的采集及分析處理，是二維紅外光譜裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。因此，迫切需要開發(fā)一套簡單易行、高效智能的控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠全智能化綜合協(xié)調(diào)控制多種部件的飛秒激光二維紅外光譜裝置的控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統(tǒng)，它包括有一飛秒激光器、一分光器件、若干反射鏡、若干對角反射鏡、總反射鏡、聚焦鏡、樣品池、單色儀和紅外陣列檢測器，每一對所述角反射鏡均固定設(shè)置在一電動平移臺上；所述飛秒激光器發(fā)射飛秒激光到所述分光器件，所述分光器件將飛秒激光等分成若干束并將其分別發(fā)送到各所述反射鏡，經(jīng)各所述反射鏡反射的光垂直發(fā)射到各對角反射鏡，每一對所述角反射鏡將飛秒激光反射后又經(jīng)所述總反射鏡反射到所述聚焦鏡，所述聚焦鏡將各光束聚焦到所述樣品池，經(jīng)所述樣品池出射的信號光經(jīng)所述單色儀發(fā)送到所述紅外陣列檢測器；其特征在于：它還包括一計算機(jī)和一數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡采集由所述紅外陣列檢測器接收的多通道脈沖光譜信號，并將其發(fā)送到所述計算機(jī)；所述計算機(jī)內(nèi)設(shè)置一控制系統(tǒng)，它包括一電動平移臺控制單元、一飛秒脈沖積分控制單元、一單色儀控制單元、一數(shù)據(jù)分析處理單元和一信號實(shí)時顯示單元；所述電動平移臺控制單元根據(jù)設(shè)定的參數(shù)控制每一所述電動平移臺運(yùn)動；所述單色儀控制單元對單色儀的輸入光狹縫、光柵類型和中心波長進(jìn)行控制；所述飛秒脈沖積分控制單元對所述數(shù)據(jù)采集卡所采集的信號進(jìn)行積分、多次累加取平均后分別發(fā)送到所述數(shù)據(jù)分析處理單元和信號實(shí)時顯示單元；所述數(shù)據(jù)分析處理單元根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對接收到的光譜信號進(jìn)行處理；所述信號實(shí)時顯示單元對所述飛秒脈沖積分控制單元輸出的信號實(shí)時進(jìn)行顯示，實(shí)驗(yàn)者根據(jù)信號的信噪比監(jiān)測測試結(jié)果。

所述電動平移臺控制單元包括有與所述電動平移臺數(shù)量相同的電動平移臺子控制模塊，每一所述電動平移臺子控制模塊用于控制相應(yīng)的電動平移臺運(yùn)動；每一所述電動平移臺子控制模塊包括一參數(shù)設(shè)置模塊、一SCAN按鈕和一STOP按鈕；所述參數(shù)設(shè)置模塊用于對電動平移臺的歸零位置、當(dāng)前位置、起始位置、移動步長、移動加速度和最終位置進(jìn)行設(shè)置，掃描以SCAN按鈕啟動，通過STOP按鈕實(shí)時中斷掃描操作。

所述電動平移臺的移動步長采用飛秒進(jìn)行顯示。

所述紅外陣列檢測器由一維多通道的碲鎘汞單元所組成。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的控制系統(tǒng)由于設(shè)置有電動平移臺控制單元，電動平移臺控制單元內(nèi)設(shè)置有與電動平移臺數(shù)量相對應(yīng)的若干電動平移臺子控制模塊，每一電動平移臺子控制模塊可以實(shí)現(xiàn)對電動平移臺位置和掃描步長等功能的選擇和控制，另外，本發(fā)明中的電動平移臺的移動步長單位在保證精度的前提下可以換算為飛秒進(jìn)行表示，給飛秒激光二維紅外光譜的實(shí)驗(yàn)操作帶來了極大的方便。2、本發(fā)明由于設(shè)置有單色儀控制單元，因此可以實(shí)現(xiàn)在二維紅外光譜儀的運(yùn)行過程中對單色儀的光柵以及光柵波長進(jìn)行選擇，滿足不同波段實(shí)驗(yàn)的要求。3、本發(fā)明設(shè)置飛秒脈沖積分控制單元，因此可以實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的同時采集，所采集的數(shù)據(jù)可以是有樣品和無樣品時的穩(wěn)態(tài)光信號，也可以是樣品在多脈沖激光作用下的受激振動光子回波信號，即瞬態(tài)光信號。4、本發(fā)明由于設(shè)置有數(shù)據(jù)分析處理單元，因此可以由所獲得的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)光信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)態(tài)一維紅外光譜和瞬態(tài)二維紅外光譜。5、本發(fā)明設(shè)置有信號實(shí)現(xiàn)顯示單元，因此可以實(shí)時觀測所采集的光譜數(shù)據(jù)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于飛秒激光二維光譜裝置的控制過程中。

附圖說明

圖1是飛秒激光二維紅外光譜裝置的原理示意圖，箭頭方向表示電動平移臺的運(yùn)動方向；

圖2是本發(fā)明的控制方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。