本文關(guān)鍵詞：泵浦—探測超快光譜中弱信號檢測方法研究

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【摘要】：超快激光泵浦-探測技術(shù)是通過改變探測光脈沖與泵浦光脈沖到達(dá)樣品的時(shí)間間隔,在不同的探測光脈沖相對于泵浦光脈沖的延遲時(shí)間條件下,記錄探測光通過樣品后其光強(qiáng)度的變化情況,從而研究被激發(fā)的樣品的光學(xué)參量隨延遲時(shí)間變化的規(guī)律。超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)則是一種常用的超快激光泵浦-探測技術(shù),是對物質(zhì)激發(fā)態(tài)能量弛豫過程研究的有力工具。在傳統(tǒng)的超快激光泵浦-探測技術(shù)中,由于記錄的是在泵浦光作用前后樣品對探測光吸收的相對變化量,當(dāng)激光器輸出能量有起伏時(shí),相鄰探測的兩個(gè)信號光即有泵浦光作用和無泵浦光作用的信號光由于積分時(shí)間都比較長分別累加了上百個(gè)或者上千個(gè)激光脈沖,這樣就會有較大的由激光輸出隨機(jī)起伏而引起的背景差異。尤其是樣品對探測光吸收的吸光度變化相對比較小的時(shí)候,激光器能量輸出引起的信號起伏程度甚至比信號本身起伏程度都要明顯,這對實(shí)驗(yàn)信號的檢測以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與有效性都會產(chǎn)生很大影響。本文首先對傳統(tǒng)的超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及瞬態(tài)吸收光譜進(jìn)行了介紹。結(jié)合超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理及激光器輸出能量的隨機(jī)起伏對實(shí)驗(yàn)誤差的來源進(jìn)行了分析。提出了一種新的泵浦-探測超快光譜弱信號檢測實(shí)驗(yàn)方案,對課題提出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行理論模擬并與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行對比,來證實(shí)其可以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的信噪比。進(jìn)而,結(jié)合泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案及已有的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),搭建泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用其對類胡蘿卜素樣品進(jìn)行測量,測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與利用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,來驗(yàn)證泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信噪比。最后,利用搭建成功并調(diào)試完善的泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對瞬態(tài)吸收信號比較弱的量子點(diǎn)樣品進(jìn)行測量。檢驗(yàn)泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對弱信號物質(zhì)瞬態(tài)吸收光譜的測量效果。本文對傳統(tǒng)超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的誤差來源進(jìn)行了分析,提出了可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案,并成功利用其對弱信號物質(zhì)的瞬態(tài)吸收光譜進(jìn)行測量。為科研人員對瞬態(tài)吸收信號比較弱的物質(zhì)激發(fā)態(tài)粒子數(shù)布居及能量弛豫過程等方面的研究提供了新的手段。
【關(guān)鍵詞】：泵浦-探測 瞬態(tài)吸收光譜 能量起伏 實(shí)驗(yàn)誤差 弱信號
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24;TN911.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.1.1 課題的背景9-10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 超快激光泵浦—探測技術(shù)的發(fā)展11-13
• 1.3 時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜13-19
• 1.3.1 光譜學(xué)13
• 1.3.2 吸收光譜13-14
• 1.3.3 時(shí)間分辨光譜14-16
• 1.3.4 分辨瞬態(tài)吸收光譜測量原理16-19
• 1.3.5 超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收光譜的研究意義19
• 1.4 常規(guī)超快激光泵浦-探測技術(shù)中的弱信號檢測19-20
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 常規(guī)超快激光泵浦-探測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)22-30
• 2.1 常規(guī)超快時(shí)間分辨瞬態(tài)吸收測試系統(tǒng)22-24
• 2.2 對常規(guī)泵浦-探測實(shí)驗(yàn)中信號檢測誤差來源的分析24-26
• 2.2.1 常規(guī)泵浦-探測實(shí)驗(yàn)誤差來源24-26
• 2.2.2 激光脈沖能量不穩(wěn)定情況分析26
• 2.3 研究方案的提出及其可行性模擬26-29
• 2.3.1 研究方案的提出26-27
• 2.3.2 研究方案可行性的理論模擬27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)30-42
• 3.1 泵浦-探測超快光譜弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建30-36
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建30-32
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)32-36
• 3.2 泵浦-探測超快光譜弱中信號檢測系統(tǒng)的采集程序原理36-38
• 3.3 利用課題實(shí)驗(yàn)方案對類胡蘿卜素樣品進(jìn)行測量38-41
• 3.3.1 信噪比39-40
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 利用弱信號檢測系統(tǒng)對弱信號物質(zhì)進(jìn)行測量42-50
• 4.1 弱信號物質(zhì)42
• 4.2 利用弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對弱信號溶液樣品的測量42-46
• 4.3 利用弱信號檢測改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對弱信號薄膜樣品的測量46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 致謝58

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本文編號：1033162