[發明專利]一種單脈沖激光誘導瞬態分子熒光光譜的測量方法及系統

在審

• 申請號: 202010091270.3
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111239090A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 曾和平;王小月;閆明
• 申請（專利權）人: 華東師范大學重慶研究院;華東師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種單脈沖激光誘導瞬態分子熒光光譜的測量方法，其特征在于所述方法是利用飛秒激光激發樣品分子產生熒光信號；然后沿激發光的傳播方向反向收集熒光信號，使待測熒光信號與一個線性啁啾脈沖在二階非線性介質中相互作用產生和頻光信號；作用后的啁啾脈沖內出現一個強度凹陷，將具有強度凹陷的啁啾脈沖經時間放大系統進行時間展寬，同時，線性啁啾脈沖分量作為參考啁啾脈沖經過相同的時間放大系統進行時間展寬；利用高速響應的光電探測器一同檢測被展寬的具有強度凹陷的啁啾脈沖和被展寬的參考啁啾脈沖，輸出兩個高頻電脈沖信號；高速示波器記錄兩路信號，并經過信號對比后，得到經時間放大后的瞬態分子熒光信號光譜；所述時間放大系統的時間放大系數M＝τ’/τ，其中，τ’為展寬后啁啾脈沖的時間寬度，τ為啁啾脈沖的時間寬度，兩個參數通過高速示波器直接測量。

2.根據權利要求1所述的單脈沖激光誘導瞬態分子熒光光譜的測量方法，其特征在于，所述線性啁啾脈沖是指在群速度色散作用下，光脈沖包絡內載波的頻率呈線性分布。

3.根據權利要求1所述的單脈沖激光誘導瞬態分子熒光光譜的測量方法，其特征在于，所述強度凹陷是指由于線性啁啾脈沖在與待測熒光信號相互作用后，其一部分能量被轉移給和頻光，內部出現一個強度的凹陷，該凹陷的時間寬度在一定程度上與待測熒光信號寬度呈現一一對應的關系。

4.實現權利要求1-3任意一項所述單脈沖激光誘導瞬態分子熒光光譜測量方法的測量系統，其特征在于，所述測量系統包括飛秒脈沖激光器以及布置在光路上的分束器、二向色鏡、聚焦透鏡、光纖透鏡、光纖、反射鏡、高精度位移電機平臺、和頻晶體、濾光片、高速探測器和高速示波器；

所述飛秒脈沖激光器輸出超短激光脈沖，經分束器分束，其中透射光分別經過二向色鏡和聚焦透鏡，激發待測樣品并產生熒光，沿著激發光傳播方向反向收集熒光信號，熒光信號經一個二向色鏡透射后由另一個二向色鏡反射輸出，為待測熒光信號a；反射光則經過耦合器進入一段光纖，進行線性啁啾展寬后再由另一個耦合器輸出，再分別經過反射鏡、一維電機延時平臺和另一面反射鏡后被分束器分束，其中一路經過反射鏡、二分之一波片后由二向色鏡透射，為啁啾脈沖b，另一路通過耦合器進入一段長光纖構成的時間放大系統，輸出為經時間展寬的啁啾脈沖分量信號e；待測熒光信號a與啁啾脈沖b共同經透鏡后聚焦于和頻晶體，和頻晶體發射出待測熒光信號的基頻光、啁啾脈沖的基頻光以及和頻光；濾除其余信號光，將啁啾脈沖基頻光通過耦合器進入由同樣一段長光纖構成的時間放大系統，輸出為經時間展寬的具有凹陷的啁啾脈沖信號d；經過相同時間放大系統的啁啾脈沖分量信號e和具有凹陷的啁啾脈沖信號d直接被相同型號的探測器探測，并且所產生的電信號由高速示波器記錄與測量；高速示波器記錄的兩個信號經過計算機數據處理之后，則得到時間放大后的瞬態分子熒光信號光譜。

5.根據權利要求4所述的測量系統，其特征在于，所述計算機數據處理是指將兩個信號數據相減。

6.根據權利要求4所述的測量系統，其特征在于，所述濾除其余信號光是采用800nm長通濾光片濾除。