[发明专利]一种基于光纤传输的泵浦探测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及时域泵浦探测领域，具体涉及一种基于光纤传输的泵浦探测装置和方法。

背景技术

随着超快激光技术的快速发展，时域泵浦探测技术越来越受到人们的重视。时域泵浦探测技术通常是将一束脉冲激光分为一束较强的泵浦光和一束较弱的探测光。其中，泵浦光与待测样品相互作用，引起样品的变化；样品的变化通过探测光来检测。根据检测结果，可以获得样品的动态信息。这一技术在时域红外光谱分析和成像检测、分子和电子动力学分析等领域都得到了广泛的应用。

在时域泵浦探测中，通常是通过改变泵浦光路和探测光路之间的光程差(即进行光学延迟扫描)来获得时域信号。因此，光学延迟扫描范围是时域泵浦探测中一个重要的参数，光学延迟扫描范围越大，可观察的时域范围也就越大。并且，在一些时域光谱检测中，时域范围也决定了光谱在频域上的分辨率。时域范围越大，在频域上的分辨率越高。一般常用的光学延迟扫描装置，主要由线性平移台和光学反射镜组组成。光学反射镜组放置于线性平移台上，并且其激光入射/出射方向与线性平移台移动方向一致。从激光光源发出的光束被分光装置分为两路，其中一路经过光学延迟扫描装置。进行光学延迟扫描时，两路光之间的光程差随平移台的移动距离线性地改变。但是，过多的镜架和较大体积的移动平台极大地限制了仪器设备向小型化、轻便化发展，也不利于降低成本和日常维护。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于光纤传输的泵浦探测装置及方法，其结构简单，易于便携和维护，适用广泛，输出的激光束既可用于实验的红外泵浦探测，又可用于实验的教学演示。

本发明的技术方案：一种基于光纤传输的泵浦探测装置，包括光纤激光源和光纤分束器，其中所述光纤激光源和光纤分束器通过色散补偿光纤熔接；

所述光纤分束器将光纤激光源发出的光束分成泵浦光路和探测光路；

所述泵浦光路和探测光路沿光路方向分别依次包括光纤准直聚焦器，三维精密平移台及旋转架。

优选的，所述泵浦光路还包括电动光纤延迟器，所述电动光纤延迟器置于光纤准直聚焦器的前方。

优选的，所述光纤激光源输出的激光波长范围在1μm～1.6μm之间，输出激光为高消光比的线偏振光，输出尾纤为保偏光纤。

优选的，所述光纤分束器由保偏光纤组成，分光比为90:10，其中分出90％的光用于泵浦光，分出10％的光用于探测光。

优选的，所述电动光纤延迟器由保偏光纤组成，所述电动光纤延迟器的延迟精度小于10飞秒，延迟最长达100皮秒以上。

优选的，所述探测光路还可以包括色散补偿光纤，所述色散补偿光纤熔接于光纤准直聚焦器前方；

所述泵浦光路还可以包括色散补偿光纤，所述色散补偿光纤熔接于电动光纤延迟器和光纤准直聚焦器之间。

优选的，所述准直聚焦器固定于三维精密平移台及旋转架上。

优选的，所述三维精密平移台及旋转架用于调节泵浦光和探测光的偏振方向，增加偏振光对探测信号的敏感度。

一种所述的泵浦探测装置的时间延迟方法，所述方法包括以下步骤：

S1:光纤激光源发出的激光被光纤分束器分为两束，其中90％能量的光用于泵浦光路，经过电动光纤延迟器，光纤准直聚焦器聚焦于被测样品上；

S2:经电控电动光纤延迟器改变泵浦光路延迟时间，扫描被测样品的时域信号；

S3:通过三维精密平移台及旋转架平移调节泵浦探测零点和泵浦探测聚焦光斑在被测样品上的完全重合。

本发明的有益效果：1)本发明的光纤制造成本低、技术成熟及其可饶性所带来的小型化、集约化优势；2)本发明无光学镜片及镜架，具有免调节、免维护、高稳定的优点，这是传统泵浦探测无法比拟的；3)光纤导出，使得泵浦探测能轻易胜任各种任意空间应用，使结构变得非常简单，可胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震动、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出本发明泵浦探测装置第一实施例的结构示意图；

图2示意性示出本发明泵浦探测装置第二实施例的结构示意图；

图3示意性示出本发明光纤准直聚焦器的结构示意图。

具体实施方式