[发明专利]一种和频振动光谱相位测量装置

说明书

本发明实施例涉及一种和频振动光谱相位测量装置，包括：光束输入单元、标准样品单元、第一光向改变单元、待测样品单元、第二光向改变单元、和频信号偏振控制单元和和频信号探测单元；可以实现控制时间延时，精准测量和频振动光谱相位。

技术领域

本发明实施例涉及光谱测量领域，尤其涉及一种和频振动光谱相位测量装置。

背景技术

和频光谱(sum frequency vibrational spectroscopy，SFVS)是一种具有表面选择性和灵敏性的界面探测手段，于20世纪90年代开始被应用于界面研究。SFVS作为二阶非线性光学手段，具有特殊的选择定则：只有处于不对称力场的界面分子才能产生和频信号，处于对称力场的体相分子不产生和频信号。一束红外光(IR)和另一束可见光(VIS)共同作用于界面分子，当两束光在样品表面上空间重合和时间重合时会产生频率为ω_SF(ω_SF＝ω_IR+ω_VIS)的光，即和频信号。

目前和频光谱测量，尤其是对复杂生物分子和生物界面的和频光谱测量，集中于强度光谱，鲜有“相位测量”的报道(国际上只有几个小组有报道，技术路线相似)，研究的体系主要囿于气/固界面的几个特殊体系。相位测量的应用没有被推广，尤其是没有被推广到固/液界面的研究，其重要原因是：由于涉及多束光，调节光斑重合以及多束光时间延时的控制方面比较困难，尤其是对时间延时控制，难以实现精准的控制。

发明内容

本发明实施例提供一种和频振动光谱相位测量装置，可以实现控制时间延时，精准测量和频振动光谱相位。

第一方面，本发明实施例提供一种和频振动光谱相位测量装置，包括：

光束输入单元、标准样品单元、第一光向改变单元、待测样品单元、第二光向改变单元、频信号偏振控制单元和信号探测单元；

其中，所述光束输入单元，用于接收红外光和可见光，以及调整所述红外光和所述可见光投射到所述标准样品单元的入射角度，其中，所述红外光和所述可见光的入射角度不同；

所述标准样品单元，用于接收不同入射角度的所述红外光和所述可见光，产生和频信号光，以及将所述红外光、所述可见光和所述在标准样品表面产生的和频信号光投射到第一光向改变单元；

所述第一光向改变单元，用于改变所述红外光、所述可见光和所述和频信号光的光向，并以不同的入射角度投射到所述待测样品单元；

所述待测样品单元，用于接收所述红外光、所述可见光和所述和频信号光，并将所述和频信号光投射到所述第二光向改变单元；

所述第二光向改变单元，用于改变所述和频信号光的光向，并将所述和频信号光投射给和频信号偏振控制单元。

所述和频信号探测单元用于探测产生于所述标准样品单元和所述待测样品单元的和频信号，包括干涉信号。

在一个可能的实施方式中，所述光束输入单元，包括：

第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜和第四平面反射镜；

其中，所述第一平面反射镜和所述第三平面反射镜沿竖直方向分布设置，且在所述第一平面反射镜和所述第三平面反射镜之间设置有第一凸透镜；

所述第二平面反射镜和所述第四平面反射镜沿竖直方向分布设置，且在所述第二平面反射镜和所述第四平面反射镜之间设置有第二凸透镜。

在一个可能的实施方式中，所述第一光向改变单元，包括：

第一抛物面镜、第二抛物面镜、第五平面反射镜和第六平面反射镜；

其中，所述第一抛物面镜与所述第五平面反射镜焦距一致；