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飞秒扩展光谱系统HARPIA

ARPIA-TF 和 HARPIA-TB 可进一步扩展 HARPIA-TA 光谱系统的功能。从根本上说,全集成的HARPIA 系统可以被看作是一个小型化的实验室,可以在单个封装中实现所有最流行的时间分辨光谱学实验。全方位的 HARPIA 系统可以提供样品的复杂光物理和光化学性质的全面理解。在不同的实验实现之间切换是完全自动的,并且只需要很少的用户操作。HARPIA 系统的光学布局经过改进完善,提供令人难以置信的小尺寸(请参阅下面的尺寸)以及简单直观的用户体验。



    飞秒多脉冲瞬态吸收/反射测量

    飞秒荧光上转换

    时间分辨飞秒受激拉曼散射实验(FSRS)

    百皮秒至微秒时间相关单光子计数(TCSPC)


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          飞秒扩展光谱系统HARPIA.pdf


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飞秒激光技术原理


飞秒激光器主要由飞秒激光振荡器、展宽器、飞秒激光放大器、压缩器组成。参考图1。

飞秒激光振荡器是利用增益介质的增益特性产生飞秒量级超短脉冲激光的装置,获得超短脉冲的主要方法是运用调Q或锁模技术。锁模技术就是在飞秒量级的激光技术中,获得超短脉冲的方法。利用锁模技术对激光束进行调制,使光束中不同的振荡纵模具有确定的相位关系,从而使各个模式相干叠加得到超短脉冲。锁模激光器脉宽可达几个fs,相应地具有很高的峰值功率。

1.01 飞秒激光器产品原理.png

图1  飞秒激光系统结构图


通过啁啾脉冲放大技术(CPA),进一步对飞秒激光振荡器输出的fs激光脉冲的峰值功率进行放大。该技术通过控制色散对放大系统的脉宽产生几个量级的展宽或压缩作用。参考图2。具体步骤如下:

首先,通过展宽器中的色散原件将飞秒脉冲展宽为皮秒量级,这时脉冲的峰值功率强度将大大降低,但单个脉冲的总能量不变。其次,在飞秒激光放大器中将这个低峰值功率强度的脉冲由nJ级放大到J级的强度。最后,啁啾过程转变方向,利用压缩器中的色散原件将脉冲压缩,使之恢复为原来的脉宽。由于总能量变大,峰值功率强度将随脉宽的变窄而极大地提高,从而得到超高峰值功率的超短脉冲。


1.02 飞秒激光器产品原理.jpg

图2  CPA技术原理图


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