(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210382801.3 (22)申请日 2022.04.13 (71)申请人 大连创锐光谱科技有限公司 地址 116024 辽宁省大连市高新 技术产业 园区汇贤园7号1层# 01-02室 (72)发明人 金盛烨　纪磊　杨一鑫　刘俊学　 汤玉宁　 (74)专利代理 机构 大连大工智讯专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 2124 4 专利代理师 梁左秋 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/39(2006.01) G01N 21/66(2006.01) G01R 23/17(2006.01)G01R 23/175(2006.01) (54)发明名称 在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量 系统及测量方法 (57)摘要 本发明涉及光学科研仪器技术领域， 提供一 种在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系 统及测量方法， 所述测量系统包括： 飞秒激光光 源模块、 探测光延 迟模块、 样品仓模块、 激发光斩 波模块、 检测模块和系统控制模块； 所述飞秒激 光光源模块， 包括： 飞秒激光器、 分光平片以及光 参量放大器； 所述飞秒激光器射出的激光经过分 光平片后， 一部分光作为探测光射向第一反射 镜， 另一部分光分给光参量放大器， 光参量放大 器产生连续可调的激光， 作为激发光射向激发光 斩波模块； 探测光在探测光延 迟模块内部经过多 次反射后射出。 本发明能够对有机薄膜和器件在 超快时间尺度上进行时间分辨 二次谐波测量。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114755184 A 2022.07.15 CN 114755184 A 1.一种在超快时间尺度 上时间分辨二 次谐波测量系统， 其特征在于， 包括： 飞秒激光光 源模块(I)、 探测光延 迟模块(II)、 样品仓模块(III)、 激发光斩波模块(IV)、 检测模块(V)和 系统控制模块(VI)； 所述飞秒激光光源模块(I)， 包括： 飞秒激光器(1)、 分光平片(2)以及光参量放大器 (3)； 所述飞秒激光器(1)射出的激光经过分光平片(2)后， 一部分光作为探测光射向第一反 射镜(4)， 另一部分光分给光参量放大器(3)， 光参量放大器(3)产生连续可调的激光， 作为 激发光射向激发光斩波模块(IV)； 所述第一反射镜(4)将探测光射入探测光延迟模块(II)中， 探测光在探测光延迟模块 (II)内部经过多 次反射后射出； 所述探测光延迟模块(II)用于 改变探测光光程， 从而改变 探测光与激发光到 达样品(9)的时间差； 所述样品仓模块(III)， 包括： 第一平凸透镜(8)、 样品(9)、 第二平凸透镜(10)和脉冲电 源(17)； 探测光从探测光延迟模块(II)射出后， 经过第二反射镜(6)反射， 通过第一衰减器(7) 进入样品仓模块(III)中； 探测光通过第一平凸透镜(8)聚焦到样品(9)上， 之后再通过第二 平凸透镜(10)变为平行光； 所述样品(9)连接脉冲电源(17)， 通过脉冲电源(17)为样品(9) 施加脉冲电压； 所述激发光斩波模块(IV)， 包括： 光学斩波器(12)、 第二衰减器(13)和第三平凸透镜 (14)； 所述光学斩波器(12)控制激发光的通过与否， 在样品(9)上呈现出有激发光和无激发 光两种形式； 所述光参量放大器(3)射出的激发光经过光学斩波器(12)斩波、 第二衰减器 (13)调节激发光强度， 再经过第三平凸透镜(14)聚焦后射出， 聚焦的过程中经过第三反射 镜(15)反射， 最后聚焦到样品(9)上， 激发光聚焦的位置和探测光聚焦的位置一 致； 所述检测模块(V)， 包括： PMT光电倍增管(1 1)、 高压电源(16)和锁相放大器(18)； 所述PMT光电倍增管(11)检测从样品仓模块(III)射出的探测光； 所述PMT光电倍增管 (11)将光信号转换为电信号输入到锁相放大器(18)中； 所述PMT光电倍增管(11)与高压电 源(16)连接， 所述高压电源(16)用于为PMT光电倍增管(1 1)施加电压； 所述系统控制模块(VI)， 包括： 接线盒(19)和计算机(20)， 所述接线盒(19)将飞秒激光 器(1)的同步信号同时传给光学斩波器(12)和脉冲电源(17)， 并能触发光学斩波器(12)和 脉冲电源(17)工作； 所述计算机(20)分别与飞秒激光光源模块(I)、 探测光延迟模块(II)、 接线盒(19)以及锁相放大器(18)信号连接 。 2.根据权利要求1所述的在超快时间尺度上时间分辨二 次谐波测量系统， 其特征在于， 所述飞秒激光器(1)射出波长为80 0nm或1030nm的激光。 3.根据权利要求1所述的在超快时间尺度上时间分辨二 次谐波测量系统， 其特征在于， 所述光参量放大器(3)产生波长为20 0‑2000nm连续可调的激光。 4.根据权利要求1所述的在超快时间尺度上时间分辨二 次谐波测量系统， 其特征在于， 所述探测光延迟模块(II)， 包括： 电动位移台(207)、 第一延迟模块反射镜(201)、 第二延迟 模块反射镜(202)、 第三延迟模块反射镜(203)、 第四延迟模块反射镜(204)、 第五延迟模块 反射镜(20 5)、 第六延迟 模块反射镜(20 6)和中空回射镜(208)；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114755184 A 2所述电动位移台(207)设置在探测光延迟模块(II)的一端， 六个延迟模块反射镜设置 在探测光延迟 模块(II)的另一端； 所述第五延迟模块反射镜(205)和第六延迟模块反射镜(206)对应布置； 所述第一延迟 模块反射镜(201)和第二延迟模块反射镜(202)设置在第五延迟模块反射镜(205)后方； 所 述第三延迟模块反射镜(203)和第四延迟模块反射镜(204 )设置在第六延迟模块反射镜 (206)后方； 所述第二延迟 模块反射镜(202)与第四延迟 模块反射镜(204)位置对应； 且第一延迟模块反射镜(201)、 第二延迟模块反射镜(202)、 第三延迟模块反射镜 (203)、 第四延 迟模块反射镜(204)、 第五延迟模块反射镜(205)、 第六延迟模块反射镜(206) 分别与探测光延迟 模块(II)长度方向呈45 °角。 5.根据权利要求4所述的在超快时间尺度上时间分辨二 次谐波测量系统， 其特征在于， 所述接线盒(19)采用BNC ‑2121型号的接线盒。 6.一种根据权利要求1至5任一项所述在超快时间尺度上时间分辨二次谐波测量系统 的测量方法， 其特 征在于， 包括以下 过程： 步骤100， 连接好时间分辨二次谐波测量系统的所有设备， 所述高压电源(16)对PMT光 电倍增管(1 1)施加电压； 步骤200， 所述计算机(20)控制飞秒激光 光源模块(I)中的光 参量放大器(3)选择波长； 步骤300， 所述计算机(20)控制飞秒激光器(1)开光， 此 时飞秒激光器(1)将电信号传给 接线盒(19)， 接线盒(19)将此电信号同时分给光学斩波器(12)和脉冲电源(17)； 此时光学 斩波器(12)对光参量放大器(3)射出的激发光进行斩波， 光学斩波器(12)的输出信号传给 锁相放大器(18)； 所述脉冲电源(17)对样品(9)施加脉冲电压， 改变样品(9)所处的电场； 步骤400， 所述计算机(20)控制探测光延迟模块(II)移动， 系统开始扫描并进行数据采 集直到探测光延迟 模块(II)停止移动； 步骤500， PMT光电倍增管(1 1)将光信号 转为电信号传给锁相放大器(18)； 步骤600， 锁相放大器(18)将处 理好的数据传给计算机(20)显示所需数据信息； 步骤700， 探测光延迟 模块(II)停止移动， 系统停止数据采集。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114755184 A 3