[發明專利]超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統

在審

• 申請號: 201811280427.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109374134A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 劉海云;姜聰穎;聶需辰;張秀;趙時中;趙權平;劉世炳;宋海英
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供了一種超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統，通過泵浦光光路對第一脈沖激光進行倍頻處理得到預設波長的泵浦光，探測光光路對第二脈沖激光進行延遲處理，并產生連續白光作為探測光；泵浦光和探測光先后照射待成像樣品后，探測光產生的反射光信號被光譜儀探測光路接收并傳輸至處理單元，即可根據處理單元對反射光信號的分析處理，確定出待成像樣品的瞬態反射率。本發明實施例中提供的超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統，可實現多波長探測，將探測范圍擴展到白光光譜范圍內，對于理解不同頻率探測光照射下，待成像樣品的瞬態反射率的變化及變化規律提供了極為有利幫助，進而可以從多方面考慮影響待成像樣品的材料內部動力學問題。

技術領域

本發明實施例涉及超快激光技術領域，更具體地，涉及超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統。

背景技術

目前，超快光譜技術是研究物質激發過程的重要手段。光激發載流子的產生、遷移以及復合的動力學過程往往都是處于皮秒量級上，傳統的靜態觀測方式無法捕捉樣品內在的動力學變化。飛秒激光脈沖技術因可激勵物質產生超快非平衡態，從而可利用泵浦探測光譜在時域上對電子、晶格和自旋動力學等分別進行研究，如今已被廣泛應用于半導體領域。

然而，對于強關聯材料，由于其內部電子、聲子、自旋等的復雜關聯作用，表現出許多獨特的物理性質，如高溫超導、電荷密度波、金屬-絕緣體相變等。這些獨特的物理性質產生的物理機理，一直是當下凝聚態物理學領域的研究熱點和難點，尤其是高溫超導機理，至今仍無法研究清楚。之前的研究中，應用超快時間分辨方法已直接觀察到電荷密度波材料中的振幅和聲子模式，電子-電子耦合以及電子-聲子耦合作用在時域光譜上的瞬態響應；實現了電荷密度波材料中的瞬態絕緣體-金屬相變。

但是目前并沒有出現一種超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統，以針對于半導體、超導體以及拓撲絕緣體等反射性能良好的塊狀材料中的低能聲子和電子-聲子耦合作用進行深入研究，因此，現急需提供一種針對高溫超導體等反射性能良好的塊狀材料進行研究的超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統。

發明內容

為克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明實施例提供了一種超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統。

本發明實施例提供的一種超快時間分辨瞬態反射光譜成像系統，包括：飛秒激光光源、分束單元、泵浦光光路、探測光光路、光譜儀探測光路和處理單元；其中，

所述飛秒激光光源用于產生飛秒脈沖激光；

所述分束單元用于將所述飛秒脈沖激光分為第一脈沖激光和第二脈沖激光；

所述泵浦光光路用于對所述第一脈沖激光進行倍頻處理，以得到預設波長的泵浦光；

所述探測光光路用于對所述第二脈沖激光進行延遲處理，并基于延遲處理后的所述第二脈沖激光產生連續白光，將所述連續白光作為探測光；

所述泵浦光垂直照射待成像樣品后，由所述探測光以預設角度照射所述待成像樣品的相同位置；

所述光譜儀探測光路用于接收所述探測光照射所述待成像樣品后得到的反射光信號，并將所述反射光信號傳輸至處理單元；

所述處理單元用于基于所述反射光信號，確定所述待成像樣品的瞬態反射率。