[發明專利]一種提高精度的相干反斯托克斯拉曼散射光梳光譜探測方法

有效

• 申請號: 201310254790.1
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103344623A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 曾和平;楊康文
• 申請（專利權）人: 上海朗研光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01J3/44
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所 31215
• 代理人: 徐筱梅

1.一種提高精度的相干反斯托克斯拉曼散射光梳光譜探測方法，其特征在于該方法采用兩臺飛秒光梳發生器作為相干反斯托克斯拉曼散射系統的泵浦-探測光源和斯托克斯光源，經過相干反斯托克斯拉曼散射光譜測量后，產生的反斯托克斯信號光與參考光梳進行拍頻和雙光梳光外差探測；并且在探測部分采用偏振相關平衡探測技術，實現快速、實時的相干反斯托克斯拉曼散射光梳光譜探測；其中：

所述的飛秒光梳發生器是指脈沖載波包絡相位和脈沖重復頻率穩定的鎖模激光器；

所述的相干反斯托克斯拉曼散射光譜測量是指利用兩束及以上的激光，分別用作泵浦光ω₁，探測光ω₂（ω₂或等于ω₁），斯托克斯光ω₃，ω₃<ω₁=ω₂；三束光同時經過待測物體，在相干拉曼效應作用下，產生第四束光即反斯托克斯信號光ω₄=ω₁+ω₂-ω₃或ω₄=2ω₁-ω₃，其中信號光攜帶了物質振動能級的分布信息，能夠用于標定物質的振動能級光譜，即實現對物質相干反斯托克斯拉曼散射光譜的測量；

所述的雙光梳光外差探測是指在信號光ω₄的重復頻率為f_r，載波包絡相位零頻為f₀的情況下，選擇一束參考光ω₅，其重復頻率為f_r+?f，載波包絡相位零頻為f_0’；兩束光空間重合后射入一個光電探測器，并產生兩者的拍頻信號，經過低頻濾波后得到中心頻率為f_B=|ω₅-ω₄|的電路信號；由于采用的光源均為光梳，所以反斯托克斯信號光和參考光分別表示成ω₄=∑n·fr+f₀，ω₅=∑m·(f_r+?f)+f_0’，其中n,?m為正整數1，2，3，…；ω_4、ω₅的拍頻信號為一系列離散的單頻信號的疊加，即f_B=∑x·?f+(f₀-?f_0’)，x為|n-m|=1，2，3，…；如此，原先分布在光頻的光譜信號，轉變成在射頻波段的射頻譜信號，并通過成熟的射頻測量裝置進行測量；

所述的偏振相關平衡探測技術是指將兩束光分別射入兩個工作性能相似的光電探測器，并分別將彼此輸出的電信號接入一個差分放大器的“正負”兩端，其中一路光信號攜帶了物質光譜信息，另一束則為不含光譜信息，僅作為背景信號存在，如此即可在差分器的作用下消除探測過程中背景噪聲和干擾信號的影響。