全反射型和紧凑型的二维电子光谱装置的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘军 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 黄政 |
| 关键词 | 非线性光学光谱 二维电子光谱 自相关光谱干涉法 |
| 其他题名 | Study of All-reflective-mirrors based and Compact Type Devices for Two-dimensional Electronic Spectroscopy |
| 中文摘要 | 在过去的十几年时间里，得益于超快光谱学的发展，几种重要的超快现象被发现。二维电子光谱作为一种四波混频光谱，可以探测物质的三阶非线性响应函数。相比于一维光谱测量技术，二维光谱可以揭示吸收和发射过程间的关联性。它可以解开一维光谱图中重叠的峰，从而提取更多信息，比如能量和电子转移，相干和非相干过程。二维光谱作为一种探测物质电子和振动能级耦合、超快动力学体系的强大技术手段，在大分子领域、半导体领域、原子蒸汽领域有着重要的作用。 本论文的主要内容和取得的成果是： 本研究提供了两种被动相位稳定的二维电子光谱实验装置，第一种是基于全反射式的实验装置，第二种是基于分束片的紧凑型实验装置。两种装置都只使用了传统的光学器件，实验装置简单、稳定，易于搭建。两种实验装置都使用了自制的带四个孔的金属板来产生四束实验光束，四个小孔成正方形结构。实验装置使用自制的四象限反射镜来引入相位延时，其中两片四象限反射镜搭建在纳米平移台上，可以提供飞秒级别的精确延时。基于全反射镜的实验装置没有使用透射元件，避免了透射元件引起的色散效应，因此实验装置可以在很宽的光谱范围内使用。基于分束片的实验装置不仅紧凑小巧，还消除了此前四象限反射镜由于反射角的存在而引起反射光的横向偏移问题，可以在较长的相关时间和等待时间内进行二维光谱探测实验。 另外，本研究使用了自相关光谱干涉法(SRSI)来进行数据处理。相比于单次采集local oscillator(LO)的实验方法，避免了LO在二维光谱探测过程中起伏振荡，单次采集所带来的误差，简化了实验装置和采集时间。从二维光谱结果上来看，SRSI法消除了单次采集LO所带来的光谱调制，提高了信噪比。 |
| 英文摘要 | In the past decade, several important ultrafast phenomena have been revealed with innovative ultrafast spectroscopy techniques. Two-dimensional electronic spectroscopy (2DES) manifests itself as a four-wave mixing spectroscopy to probe the third-order optical response function of system of interest. Compare with conventional pump probe spectroscopy, 2DES has the capabilities to reveal the correlation between the absorption and emission procedures and to untangle the overlapping peaks hidden beneath complex lineshapes, thus allowing for extracting information about energy and charge transfers, coherent and incoherence processes. The main content and contributions of the study are as follows: The study presents two passively phase-stabilized two-dimensional electronic spectroscopy (2DES) setups which are based on all-reflective mirrors and beam-splitter, respectively. Both setups rely on a mask with four holes to form non-collinear box geometry and a homebuilt four-quadrant mirror in piezoelectric-motorized stages to introduce the phase-locked pulse sequence in an accuracy of femtosecond. The all-reflective setup can be used in a wide range of wavelength, because it doesn’t use transmission components which will introduce dispersion. The setup based on beam-splitter with a compact size avoids the shift of reflected beam in four-quadrant mirror, which makes it suitable in a long coherent time and waiting time. In data analysis, the self- referencing spectral interferometry (SRSI) method is introduced to extract the complex-valued signal form spectral interferometry in 2DES. Compared with the method of measuring local oscillator(LO) just once, SRSI avoids the drawback of fluctuation of LO during long-time acquisition, simplifies the setup and shortens data acquisition time. In the result of 2DES, SRSI method removes artifacts and improves the signal-to-noise (SNR). |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16954]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘军. 全反射型和紧凑型的二维电子光谱装置的研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2016. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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