[發明專利]一種可見激發-寬帶紅外探測超快光譜裝置

有效

• 申請號: 201710950927.5
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107764764B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 王建平;封敏軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐寧;劉美麗<國際申請>=<國際公布>=

本發明涉及一種可見激發?寬帶紅外探測光譜裝置，飛秒激光器輸出的飛秒激光經過平面反射鏡和第一電動平移臺發射到紅外連續白光產生裝置，紅外連續白光產生裝置用于產生帶寬覆蓋的紅外連續白光信號同時殘留可見光信號，紅外連續白光產生裝置將出射的光信號發射到鍺片，經鍺片透射的紅外連續白光信號為探測光，經鍺片反射的可見光信號經斬波器發射帶通濾光片，經帶通濾波片出射的光信號作為激發光，激發光經第二電動平移臺和平面反射鏡與探測光一起經其中一拋物鏡聚焦待測樣品，經待測樣品出射的光信號經另一拋物鏡出射后進入光譜儀，光譜儀將待測樣品的紅外光譜信號發射到MCT紅外陣列檢測器進行檢測。

技術領域

本發明是關于一種可見激發-寬帶紅外探測超快光譜裝置，涉及光學探測技術領域。

背景技術

飛秒可見泵浦-紅外探測技術在研究激發態分子動力學方面具有重要應用，有助于認識如感光蛋白、DNA以及光催化劑等一些重要的生物和化學體系處于光激發態時的電子轉移及其伴隨的結構動力學過程。這類光譜儀主要由可見泵浦光源和紅外探測光源構成。

現有技術的可見泵浦光源一般通過非共線可見光參量放大裝置獲取，紅外探測光源主要通過近紅外光參量放大裝置結合差頻產生裝置獲得。但是，由后者得到的中紅外光源的光譜頻寬一般只有200～300cm^-1的半峰寬。因此，它能夠同時探測的紅外振動模式非常有限。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種結構緊湊且能夠獲取豐富激發態分子結構信息的可見激發-寬帶紅外探測超快光譜裝置。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種可見激發-寬帶紅外探測光譜裝置，其特征在于，該光譜裝置包括飛秒激光器、若干平面反射鏡、第一電動平移臺、第二電動平移臺、紅外連續白光產生裝置、鍺片、斬波器、帶通濾波片、一對拋物鏡、MCT紅外陣列檢測器、光譜儀和計算機；所述飛秒激光器輸出的飛秒激光經過所述平面反射鏡和第一電動平移臺發射到所述紅外連續白光產生裝置，所述紅外連續白光產生裝置用于產生寬帶覆蓋的紅外連續白光信號同時殘留可見光信號，所述紅外連續白光產生裝置將出射的光信號發射到所述鍺片，經所述鍺片透射的紅外連續白光信號為探測光，經所述鍺片反射的可見光信號經所述斬波器發射所述帶通濾光片，經所述帶通濾波片出射的光信號作為激發光，激發光經所述第二電動平移臺和平面反射鏡與探測光一起經其中一所述拋物鏡聚焦待測樣品，經所述待測樣品出射的光信號經另一所述拋物鏡出射后進入所述光譜儀，所述光譜儀將待測樣品的紅外光譜信號發射到所述MCT紅外陣列檢測器進行檢測；所述計算機連接第一電動平移臺、第二電動平移臺、斬波器和MCT紅外陣列檢測器。

進一步地，所述紅外連續白光產生裝置包括I類型相位匹配的BaB₂O₄晶體、方解石晶體、雙波片、三倍頻BaB₂O₄晶體、兩凹面鏡和惰性氣體池，其中，所述BaB₂O₄晶體、方解石晶體、雙波片和三倍頻BaB₂O₄晶體平行間隔設置；所述飛秒激光器輸出的飛秒激光依次通過所述BaB₂O₄晶體、方解石晶體、雙波片和三倍頻BaB₂O₄晶體得到延遲時間可調、偏振相同的三束輸出光，分別為飛秒激光的基頻光、倍頻光和三倍頻光，三束輸出光通過其中一所述凹面鏡后在所述惰性氣體池中聚焦成絲產生紅外連續白光，所述紅外連續白光經過另一所述凹面鏡進行光束準直后發射到所述鍺片，通過所述鍺片分離出所需的紅外連續白光和飛秒激光的基頻光、倍頻光和三倍頻光。

進一步地，所述惰性氣體采用氬氣。