[发明专利]一种控制飞秒激光二维红外光谱装置的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制红外光谱装置的系统，特别是关于一种控制飞秒激光二维红外光谱装置的系统。

背景技术

近年来出现的飞秒激光二维红外光谱技术，是分子体系在时域中的三束超快红外激光脉冲作用下所产生的受激振动光子回波响应经二维傅里叶变换后在二维频域中的表达。它作为一种新颖的前沿光谱学手段，具有以飞秒时间分辨率测定凝聚相分子动态结构的能力。二维红外光谱技术是一种新兴的分子动态结构检测手段，目前还没有商品化的仪器，其核心光路和整套装置都需要在实验室中自行搭建。控制光路中主要部件的协调运作和光谱数据的采集及分析处理，是二维红外光谱装置正常运转的关键。因此，迫切需要开发一套简单易行、高效智能的控制飞秒激光二维红外光谱装置的系统。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够全智能化综合协调控制多种部件的飞秒激光二维红外光谱装置的控制系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种控制飞秒激光二维红外光谱装置的系统，它包括有一飞秒激光器、一分光器件、若干反射镜、若干对角反射镜、总反射镜、聚焦镜、样品池、单色仪和红外阵列检测器，每一对所述角反射镜均固定设置在一电动平移台上；所述飞秒激光器发射飞秒激光到所述分光器件，所述分光器件将飞秒激光等分成若干束并将其分别发送到各所述反射镜，经各所述反射镜反射的光垂直发射到各对角反射镜，每一对所述角反射镜将飞秒激光反射后又经所述总反射镜反射到所述聚焦镜，所述聚焦镜将各光束聚焦到所述样品池，经所述样品池出射的信号光经所述单色仪发送到所述红外阵列检测器；其特征在于：它还包括一计算机和一数据采集卡，所述数据采集卡采集由所述红外阵列检测器接收的多通道脉冲光谱信号，并将其发送到所述计算机；所述计算机内设置一控制系统，它包括一电动平移台控制单元、一飞秒脉冲积分控制单元、一单色仪控制单元、一数据分析处理单元和一信号实时显示单元；所述电动平移台控制单元根据设定的参数控制每一所述电动平移台运动；所述单色仪控制单元对单色仪的输入光狭缝、光栅类型和中心波长进行控制；所述飞秒脉冲积分控制单元对所述数据采集卡所采集的信号进行积分、多次累加取平均后分别发送到所述数据分析处理单元和信号实时显示单元；所述数据分析处理单元根据实验要求对接收到的光谱信号进行处理；所述信号实时显示单元对所述飞秒脉冲积分控制单元输出的信号实时进行显示，实验者根据信号的信噪比监测测试结果。

所述电动平移台控制单元包括有与所述电动平移台数量相同的电动平移台子控制模块，每一所述电动平移台子控制模块用于控制相应的电动平移台运动；每一所述电动平移台子控制模块包括一参数设置模块、一SCAN按钮和一STOP按钮；所述参数设置模块用于对电动平移台的归零位置、当前位置、起始位置、移动步长、移动加速度和最终位置进行设置，扫描以SCAN按钮启动，通过STOP按钮实时中断扫描操作。

所述电动平移台的移动步长采用飞秒进行显示。

所述红外阵列检测器由一维多通道的碲镉汞单元所组成。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的控制系统由于设置有电动平移台控制单元，电动平移台控制单元内设置有与电动平移台数量相对应的若干电动平移台子控制模块，每一电动平移台子控制模块可以实现对电动平移台位置和扫描步长等功能的选择和控制，另外，本发明中的电动平移台的移动步长单位在保证精度的前提下可以换算为飞秒进行表示，给飞秒激光二维红外光谱的实验操作带来了极大的方便。2、本发明由于设置有单色仪控制单元，因此可以实现在二维红外光谱仪的运行过程中对单色仪的光栅以及光栅波长进行选择，满足不同波段实验的要求。3、本发明设置飞秒脉冲积分控制单元，因此可以实现多通道数据的同时采集，所采集的数据可以是有样品和无样品时的稳态光信号，也可以是样品在多脉冲激光作用下的受激振动光子回波信号，即瞬态光信号。4、本发明由于设置有数据分析处理单元，因此可以由所获得的稳态或瞬态光信号转换为稳态一维红外光谱和瞬态二维红外光谱。5、本发明设置有信号实现显示单元，因此可以实时观测所采集的光谱数据，能够对实验过程进行实时监测。本发明可以广泛应用于飞秒激光二维光谱装置的控制过程中。

附图说明

图1是飞秒激光二维红外光谱装置的原理示意图，箭头方向表示电动平移台的运动方向；

图2是本发明的控制方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。