一種瞬態(tài)偏振吸收光譜測量方法及實現(xiàn)該方法的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種瞬態(tài)偏振吸收光譜測量方法及實現(xiàn)該方法的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：用偏振態(tài)可調(diào)控的泵浦光激發(fā)待測樣品；將偏振態(tài)可調(diào)控的探測光入射到待測樣品上；信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元對經(jīng)待測樣品散射的探測光進(jìn)行偏振態(tài)選擇檢測處理。使用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以對具有手性分子等結(jié)構(gòu)具有不對稱性的待測樣品進(jìn)行瞬態(tài)偏振吸收光譜的檢測分析。
【專利說明】
一種瞬態(tài)偏振吸收光譜測量方法及實現(xiàn)該方法的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及激光閃光光解領(lǐng)域。更具體地，涉及一種瞬態(tài)偏振吸收光譜檢測的方法和偏振態(tài)可調(diào)控的激光閃光光解儀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光閃光光解技術(shù)(Laser Flash Photolysis)是研究受激態(tài)原子/分子光化學(xué)、光物理瞬態(tài)響應(yīng)過程一一瞬態(tài)吸收光譜的重要手段:由于受到栗浦激發(fā)，基態(tài)原子/分子受激躍迀，從而產(chǎn)生了大量激發(fā)單態(tài)、三重態(tài)分子，自由基和正、負(fù)離子等瞬態(tài)反應(yīng)中間體，通過探索時間分辨吸收和發(fā)射瞬態(tài)光譜及相應(yīng)的動力學(xué)信息，不但可以研究伴隨反應(yīng)過程的受激中間體自身的物理化學(xué)性質(zhì)，而且還能夠分析這些中間體之間以及它們同微環(huán)境之間的相互作用。尤其為涉及金屬離子、金膠體的瞬態(tài)吸收，非貴金屬催化系統(tǒng)的氫演化過程，三重態(tài)淬滅及能量轉(zhuǎn)移的光化學(xué)過程，核自旋同步信號的反常吸收，雙光子聚合過程，光致變色效應(yīng)，感光降解機理、光致?lián)p傷閾值以及衍生物的光伏特性等方面的研究工作提供了一系列重要的時間分辨光譜數(shù)據(jù)。
[0003]分子受光激發(fā)后，由基態(tài)躍迀到激發(fā)態(tài)，在其衰減過程中可發(fā)生一系列的變化和反應(yīng)，激光閃光光解儀就是用來觀測這些過程中瞬態(tài)光譜變化的儀器。激光閃光光解儀通過脈沖激光激發(fā)樣品，在其垂直方向利用探測器觀測樣品受激后隨時間變化過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)中間體對探測光的吸收或者本身發(fā)射光譜的變化情況。激光閃光光解裝置系統(tǒng)主要包括3部分:栗浦光源、探測光源以及信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元。
[0004]栗浦光源的作用是通過強脈沖(一般為納秒量級的高能量脈沖激光)使處于基態(tài)的樣品受激激發(fā)，從而提供大量的瞬態(tài)中間體作為研究受體;探測光源部分與吸收譜儀類似，主要是使探測光經(jīng)過受激樣品，同時保證栗浦光與探測光在樣品區(qū)域交疊，經(jīng)過樣品后的探測光可由信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元檢測并進(jìn)行分析。目前，經(jīng)過樣品后的探測光可經(jīng)由單色儀被示波器接收，從而實現(xiàn)對特定波長的探測光進(jìn)行動力學(xué)分析;或者經(jīng)由光譜儀被陣列探測器(CCD)接收從而用于特定時間的譜分析研究。從本質(zhì)上講，探測光對于樣品受激前后透過率即光學(xué)密度的差異反映了受激瞬態(tài)的特性，換言之，通過比較樣品受激前后對探測光吸光度(光學(xué)密度)的改變即可推斷受激態(tài)的性質(zhì)。
[0005]但是待測樣品對光的吸收性質(zhì)取決于其本身特定的結(jié)構(gòu)信息，在化學(xué)和生物領(lǐng)域存在著大量的手性分子(分子結(jié)構(gòu)不具有鏡像對稱性)，它們對于光的偏振態(tài)異常敏感，從而導(dǎo)致了對于不同偏振光的吸收率差異。比如圓二色性(Circular Dichroism)即是由于分子結(jié)構(gòu)的不對稱性，而引起的對左右旋圓偏振光吸收程度不同的效應(yīng)。利用現(xiàn)有的商用激光閃光光解儀，無論是對栗浦光，還是探測光，都不具有對偏振態(tài)的選擇可控性。因此無法對手性樣品進(jìn)行偏振選擇的受激激發(fā)、偏振態(tài)可調(diào)的探測光檢測，從而無法進(jìn)一步研究受激手性分子的瞬態(tài)動力學(xué)過程對于偏振態(tài)的選擇關(guān)系，偏振態(tài)的差異對于手性和非手性分子受激前后的瞬態(tài)動力學(xué)過程的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)哂惺中苑肿拥臉悠愤M(jìn)行瞬態(tài)偏振吸收光譜的測量方法。
[0007]本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)哂惺中苑肿拥臉悠愤M(jìn)行瞬態(tài)偏振吸收光譜測量系統(tǒng)。
[0008]為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]一種瞬態(tài)偏振吸收光譜的測量方法，包括如下步驟:
[0010]制備偏振調(diào)控模塊，將所述偏振調(diào)控模塊耦合進(jìn)栗浦光路中，所述偏振調(diào)控模塊將非偏振栗浦光調(diào)制成指定偏振態(tài)后入射到待測樣品上；
[0011 ]將所述偏振調(diào)控模塊耦合進(jìn)探測光路中，所述偏振調(diào)控模塊將非偏振探測光調(diào)制成指定偏振態(tài)后入射到待測樣品上；
[0012]將信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元置于探測光路上且位于待測樣品之后，使經(jīng)待測樣品散射的探測光能被所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元檢測到，所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元包括一偏振分析器，所述偏振分析器能夠使經(jīng)待測樣品散射的探測光實現(xiàn)不同方向偏振態(tài)的選擇檢測。
[0013]優(yōu)選地，所述偏振態(tài)包括P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)和右旋橢圓偏振態(tài)。
[0014]優(yōu)選地，所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)選定偏振態(tài)的探測光的瞬態(tài)偏振吸收光譜和偏振吸光度，進(jìn)行對偏振光學(xué)密度動力學(xué)變化的e指數(shù)擬合，所述偏振吸收光譜和偏振吸光度包括不同偏振態(tài)間的差值偏振光譜和差值吸光度。
[0015]為解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0016]一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，包括:
[0017]栗浦光路，用于對待測樣品的偏振激發(fā)；
[0018]探測光路，用于對待測樣品的偏振照射；
[0019]信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元，用于檢測和分析待測樣品的瞬態(tài)偏振光譜；
[0020]所述栗浦光路上依次設(shè)有栗浦光源和將栗浦光源的出射光調(diào)制成偏振態(tài)的第一偏振調(diào)控模塊，所述探測光路上依次設(shè)有探測光源和將探測光源的出射光調(diào)制成偏振態(tài)的第二偏振調(diào)控模塊;所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元包括一偏振分析器，所述偏振分析器能使經(jīng)待測樣品散射的探測光實現(xiàn)不同方向偏振態(tài)的選擇檢測。
[0021]優(yōu)選地，所述第一偏振調(diào)控模塊和第二偏振調(diào)控模塊分別能夠?qū)⒗跗止庠吹某錾涔夂吞綔y光源的出射光調(diào)制成P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)或右旋橢圓偏振態(tài)。
[0022]優(yōu)選地，所述第一偏振調(diào)控模塊包括沿光路依次設(shè)置的第一起偏器和第一全波可調(diào)相移器，所述第一起偏器與第一全波可調(diào)相移器主軸之間的夾角可調(diào)節(jié)，所述第一全波可調(diào)相移器能夠進(jìn)行不同栗浦波長下主軸間的相位差調(diào)控，所述第一起偏器和第一全波可調(diào)相移器的工作波長覆蓋栗浦光波長范圍；
[0023]所述第二偏振調(diào)控模塊包括沿光路依次設(shè)置的第二起偏器和第二全波可調(diào)相移器，所述第二起偏器與第二全波可調(diào)相移器主軸之間的夾角可調(diào)節(jié)，所述第二全波可調(diào)相移器能夠進(jìn)行不同探測波長下主軸間的相位差調(diào)控，所述第二起偏器和第二全波可調(diào)相移器的工作波長覆蓋探測光范圍。
[0024]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括用于控制第一起偏器與第一全波可調(diào)相移器主軸之間夾角調(diào)節(jié)和第二起偏器與第二全波可調(diào)相移器主軸之間夾角調(diào)節(jié)的角度控制器。
[0025]優(yōu)選地，所述第一全波可調(diào)相移器為第一全波液晶相位延遲器，所述第二全波可調(diào)相移器為第二全波液晶相位延遲器;該系統(tǒng)還包括用于控制第一全波液晶相位延遲器和第二全波液晶相位延遲器的液晶控制器。
[0026]優(yōu)選地，所述偏振分析器包括能夠在不同偏振分量間產(chǎn)生附加相位差的雙折射偏振晶體和調(diào)節(jié)所述雙折射偏振晶體與光軸夾角的角度調(diào)諧裝置。
[0027]優(yōu)選地，所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元能夠接收檢測指定偏振方向上的光學(xué)密度變化的時間動力學(xué)信息或不同偏振態(tài)之間的差值光譜檢測。
[0028]本發(fā)明的有益效果如下:
[0029]首先本發(fā)明實現(xiàn)了對于栗浦光的偏振選擇激發(fā)，包括P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)、右旋橢圓偏振態(tài)等任意栗浦激發(fā)偏振態(tài)，從而能夠?qū)Υ郎y樣品，特別是對不具有對稱結(jié)構(gòu)的化合物及生物大分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)相關(guān)的偏振選擇栗浦激發(fā);其次本發(fā)明實現(xiàn)了對于探測光的偏振選擇檢測，包括P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)、右旋橢圓偏振態(tài)等任意探測偏振態(tài)。從而能夠推斷分子結(jié)構(gòu)同瞬態(tài)吸收光譜的關(guān)系，利用瞬態(tài)偏振吸收光譜探索新型的生物大分子及化合物結(jié)構(gòu)。
[0030]利用偏振分析器可以提取同入射探測光偏振方向相同的樣品散射分量，從而研究偏振光激發(fā)的瞬態(tài)中間體在相同偏振方向上的瞬態(tài)吸收光譜特征；另一方面，還可以利用偏振分析器提取同入射探測光相垂直偏振方向的樣品散射分量，從而可以研究偏振激發(fā)的瞬態(tài)中間體正交方向上的瞬態(tài)吸收情況，進(jìn)而可以推斷待測樣品形貌或結(jié)構(gòu)的各向異性對于瞬態(tài)偏振吸收光譜的影響。
【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0032]圖1示出本發(fā)明檢測方法的原理圖。
[0033I圖2示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0035]如圖1所示，一種瞬態(tài)偏振吸收光譜的測量裝置原理圖，包括栗浦光路100、探測光路200以及信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300。栗浦光路100包括沿光軸依次設(shè)置的栗浦光源101、第一遮光器102、第一起偏器103和第一全波可調(diào)相移器104，栗浦光路100的作用是產(chǎn)生偏振態(tài)可調(diào)控的栗浦光來激發(fā)待測樣品400，第一起偏器103和第一全波可調(diào)相移器104的工作波長覆蓋栗浦光波長范圍，第一全波可調(diào)相移器104能夠?qū)崿F(xiàn)不同波長下栗浦光主軸(0、E軸)間的相位調(diào)控，進(jìn)而配合第一起偏器103同栗浦光軸之間的夾角實現(xiàn)偏振態(tài)的調(diào)控，偏振態(tài)包括P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)、右旋橢圓偏振態(tài)等任意偏振態(tài)。
[0036]探測光路200包括沿光軸依次設(shè)置的探測光源201、光闌202、聚焦透鏡203、第二遮光器204、第二起偏器205和第二全波可調(diào)相移器206，探測光路200的作用是輸出偏振態(tài)可調(diào)控的探測光對待測樣品400進(jìn)行照射，第二起偏器205和第二全波可調(diào)相移器206的工作波長覆蓋探測光波長范圍，第二全波可調(diào)相移器206能夠?qū)崿F(xiàn)不同波長下探測光主軸(0、E軸)間的相位調(diào)控，進(jìn)而配合第二起偏器205同探測光軸之間的夾角實現(xiàn)偏振態(tài)的調(diào)控，偏振態(tài)包括P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)、右旋橢圓偏振態(tài)等任意偏振態(tài)。
[0037]信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300置于探測光路上且位于待測樣品400之后，信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300沿探測光軸依次設(shè)置偏振分析器301、聚焦透鏡302、第三遮光器303、單色儀304和探測器305。偏振分析器301可檢測待測樣品400在不同偏振栗浦條件下對不同偏振態(tài)探測光的光譜響應(yīng)，能夠?qū)?jīng)待測樣品400散射后的探測光進(jìn)行不同偏振態(tài)的選擇提取，從而達(dá)到對待測樣品400不同偏振態(tài)的時間分辨瞬態(tài)吸收光譜的測量。探測器305用于接收檢測指定偏振方向上的光學(xué)密度變化的時間動力學(xué)信息，配合栗浦光和探測光的偏振信息，可以進(jìn)行不同偏振態(tài)之間的差值光譜檢測，例如垂直和水平線偏振瞬態(tài)吸收光譜的差值光譜，左、右旋圓/橢圓偏振瞬態(tài)吸收光譜的差值光譜。通過差值偏振光譜，能夠進(jìn)一步放大由于待測樣品400本征結(jié)構(gòu)的各向異性對偏振吸收光譜的影響，從而推斷待測樣品的結(jié)構(gòu)特征。
[0038]本發(fā)明的方法通過第一起偏器103和第一全波可調(diào)相移器104對栗浦光進(jìn)行偏振調(diào)制，將栗浦光源101的出射光調(diào)制成偏振光后栗浦激發(fā)待測樣品400，同時通過第二起偏器205和第二全波可調(diào)相移器206對探測光進(jìn)行偏振調(diào)制，將探測光源201的出射光調(diào)制成偏振光后入射栗浦激發(fā)后的待測樣品400，利用偏振分析器301可以提取同入射探測光偏振方向相同的樣品散射分量，從而研究偏振光激發(fā)的瞬態(tài)中間體在相同偏振方向上的瞬態(tài)吸收光譜特征;另一方面，還可以利用偏振分析器301提取同入射探測光相垂直偏振方向的樣品散射分量，從而可以研究偏振激發(fā)的瞬態(tài)中間體正交方向上的瞬態(tài)吸收情況，進(jìn)而可以推斷待測樣品形貌或結(jié)構(gòu)的各向異性對于瞬態(tài)偏振吸收光譜的影響。從而可以對具有手性分子的待測樣品進(jìn)行瞬態(tài)偏振吸收光譜的測量，并對待測樣品進(jìn)行偏振光學(xué)密度動力學(xué)變化的e指數(shù)擬合。
[0039]基于上述的原理，使用本發(fā)明的測量方法對異構(gòu)的化合物溶液進(jìn)行偏振態(tài)可調(diào)控的瞬態(tài)吸收光譜測量，探索結(jié)構(gòu)的不對稱性與瞬態(tài)偏振吸收光譜的對應(yīng)關(guān)系。使用的測量系統(tǒng)如圖2所示，一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，包括相互垂直設(shè)置的栗浦光路100與探測光路200以及置于探測光路200上且位于待測樣品400之后的信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300。栗浦光路100包括沿光軸依次設(shè)置的栗浦光源101、倍頻放大器105、反射鏡106、第一遮光器102、第一起偏器103和第一全波可調(diào)相移器104;探測光路200包括沿光軸依次設(shè)置的探測光源201、光闌202、聚焦透鏡203、第二遮光器204、第二起偏器205和第二全波可調(diào)相移器206;信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300包括沿探測光軸依次設(shè)置偏振分析器301、聚焦透鏡302、第三遮光器303、單色儀304和示波器305。
[0040]實施列I
[0041]本實施例中第一全波可調(diào)相移器104和第二全波可調(diào)相移器206均為全波液晶相位延遲器。第一起偏器103和第一全波可調(diào)相移器104組成第一偏振調(diào)控模塊a，第二起偏器205和第二全波可調(diào)相移器206組成第二偏振調(diào)控模塊b。由計算機209控制的角度控制器208精確調(diào)節(jié)第一起偏器103與第一全波可調(diào)相移器104之間的夾角，并且計算機209控制的液晶控制器207調(diào)控第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E軸)之間的相位差，從而對出射栗浦光的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)控。同時，由計算機209操控角度控制器208精確調(diào)節(jié)第二起偏器205與第二全波可調(diào)相移器206之間的夾角，并且計算機209操控液晶控制器207調(diào)控第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(O、E軸)之間的相位差，從而對出射探測光的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)控。
[0042]本實施列中采用功率為450mJ、波長為1064nm的ns固態(tài)激光器作為栗浦光源101，經(jīng)過倍頻放大器105后能夠?qū)崿F(xiàn)二倍頻532nm(200mJ)或三倍頻355nm(100mJ)的栗浦光輸出，經(jīng)倍頻放大器105出射的栗浦光經(jīng)反射鏡106反射后與探測光路200相垂直，第一遮光器102對待測樣品400進(jìn)行保護(hù)，防止高能量栗浦光對待測樣品長時間輻照而導(dǎo)致其變性，隨后栗浦光經(jīng)由第一偏振調(diào)控模塊a后輻照于待測樣品400。探測光源201采用450W高功率氙燈(光譜范圍為200?900nm)，輸出光束經(jīng)過光闌202和聚焦透鏡203進(jìn)行光束準(zhǔn)直，隨后通過第二遮光器204(防止待測樣品長時間經(jīng)探測光輻照而變性)后到達(dá)第二偏振調(diào)控模塊b，經(jīng)第二偏振調(diào)控模塊b調(diào)制成偏振光后輻照于待測樣品400。
[0043]待測樣品400在栗浦偏振光的作用下，其原子/分子由單重基態(tài)躍迀到單重激發(fā)態(tài)，隨后信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300實時監(jiān)測通過待測樣品的偏振探測光，由偏振分析器301通過角度控制器208選擇特定的偏振方向進(jìn)行檢測，然后經(jīng)過聚焦透鏡302和第三遮光器303進(jìn)行偏振探測光的收集，通過單色儀/光譜儀304篩選出特定的探測光波長，再由光電倍增管PMT和示波器305對光信號進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號，隨后由計算機306進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元300用于接收檢測指定偏振方向上的光學(xué)密度變化的時間動力學(xué)信息。配合栗浦光和探測光的偏振信息，可以進(jìn)行不同偏振態(tài)之間的差值光譜檢測，例如垂直和水平線偏振瞬態(tài)吸收光譜的差值光譜，左右旋圓(橢圓)偏振瞬態(tài)吸收光譜的差值光譜。通過差值偏振光譜，能夠進(jìn)一步放大由于待測樣品本征結(jié)構(gòu)的各向異性對偏振吸收光譜的影響，從而推斷待測樣品400的結(jié)構(gòu)特征。最終處理的信號包括偏振探測光在待測樣品受到偏振栗浦光激發(fā)前后指定波長處隨時間變化的吸光度(光學(xué)密度)動力學(xué)信息，偏振探測光在待測樣品受到偏振栗浦光激發(fā)前后的瞬態(tài)偏振光譜信息，在指定探測波長處對光學(xué)密度動力學(xué)曲線的e指數(shù)擬合，并由此得到瞬態(tài)偏振吸收壽命信息。
[0044]偏振分析器301是為了檢測待測樣品400在不同偏振栗浦條件下對不同偏振態(tài)探測光的光譜響應(yīng)，需要對經(jīng)待測樣品散射后的探測光進(jìn)行不同偏振態(tài)的選擇提取，從而達(dá)到對待測樣品不同偏振態(tài)的時間分辨瞬態(tài)吸收光譜的測量。偏振分析器301核心是雙折射偏振晶體，能夠在不同偏振主軸分量(O軸、E軸)間產(chǎn)生附加相位差。同時，偏振分析器301還包括角度調(diào)諧裝置，計算機209通過角度調(diào)諧裝置控制雙折射晶體相對光軸的夾角，實現(xiàn)對出射光偏振態(tài)的選擇，進(jìn)行指定方向的散射探測光偏振分量的提取。例如，通過第一偏振調(diào)控模塊a使線偏振光栗浦待測樣品，利用第二偏振調(diào)控模塊b產(chǎn)生某一特定方向的線偏振光入射經(jīng)線偏振栗浦激發(fā)后的待測樣品400，利用偏振分析器301可以提取同入射探測光偏振方向相同的樣品散射分量，從而研究線偏振光激發(fā)的瞬態(tài)中間體在相同偏振方向上的瞬態(tài)吸收光譜特征;另一方面，還可以利用偏振分析器301提取同入射探測光相垂直偏振方向的樣品散射分量，從而可以研究偏振激發(fā)的瞬態(tài)中間體正交方向上的瞬態(tài)吸收情況，進(jìn)而可以推斷待測樣品形貌或結(jié)構(gòu)的各向異性對于瞬態(tài)偏振吸收光譜的影響。
[0045]本實施例中，通過角度控制器208使第一全波可調(diào)相移器104和第一起偏器103之間的夾角為45度，通過液晶控制器207輸出電壓為0，即控制第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為0，由此可以產(chǎn)生水平線偏振栗浦光(P偏振)激發(fā);通過液晶控制器207輸出電壓為半波電壓，即控制第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為I由此可以產(chǎn)生垂直線偏振栗浦光(S偏振)激發(fā)。通過角度控制器208使第二全波可調(diào)相移器206和第二起偏器205之間的夾角為45度，通過液晶控制器207輸出電壓為O，即控制第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為0，由此可以產(chǎn)生水平線偏振探測光(P偏振)探測；通過液晶控制器207輸出電壓為半波電壓，即控制第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為31，由此可以產(chǎn)生垂直線偏振探測光(S偏振)探測。通過角度控制器208使偏振分析器301的偏振選擇方向同水平偏振方向一致(O度)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)線偏振栗浦、水平P偏振探測瞬態(tài)吸收光譜和偏振吸光度(光學(xué)密度)動力學(xué)變化信息；通過角度控制器208使偏振分析器301的偏振選擇方向同垂直偏振方向一致(90度)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)線偏振栗浦、垂直S偏振探測瞬態(tài)吸收光譜和偏振吸光度(光學(xué)密度)動力學(xué)變化信息;進(jìn)而通過P和S偏振瞬態(tài)吸收光譜信息，能夠得到差值線偏振瞬態(tài)吸收光譜和差值線偏振吸光度(光學(xué)密度)動力學(xué)變化信息。
[0046]實施列2
[0047]使用實施例1中所述的偏振態(tài)可調(diào)控的激光閃光光解儀系統(tǒng)，通過角度控制器208使第一全波可調(diào)相移器104和第一起偏器103之間的夾角為45度，通過液晶控制器207輸出電壓為3/4波電壓，即控制第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為3π/2，由此可以產(chǎn)生左旋圓偏振栗浦光激發(fā);通過液晶控制器207輸出電壓為1/4波電壓，即控制第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為31/2，由此可以產(chǎn)生右旋圓偏振栗浦光激發(fā)。通過角度控制器208使第二全波可調(diào)相移器206和第二起偏器205之間的夾角為45度，通過液晶控制器207輸出電壓為3/4波電壓，即控制第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為3JI/2，由此可以產(chǎn)生左旋圓偏振探測光探測；通過液晶控制器207輸出電壓為1/4波電壓，即控制第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為V/2，由此可以產(chǎn)生右旋圓偏振探測光探測。通過角度控制器208使偏振分析器301的偏振選擇方向成45度。其他安排相同與實施例1中相同，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在特定方向上圓偏振栗浦、左右旋圓偏振差值探測瞬態(tài)吸收光譜和差值偏振吸光度(光學(xué)密度)動力學(xué)變化信息。
[0048]實施例3
[0049]使用實施例1中所述的偏振態(tài)可調(diào)控的激光閃光光解儀系統(tǒng)，通過角度控制器208使第一全波可調(diào)相移器104和第一起偏器103之間的夾角為45度，通過液晶控制器207輸出電壓為7/8波電壓，即控制第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為7V4，由此可以產(chǎn)生左旋橢圓偏振栗浦光激發(fā);通過液晶控制器207輸出電壓為1/8波電壓，即控制第一全波可調(diào)相移器104兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為V4，由此可以產(chǎn)生右旋橢圓偏振栗浦光激發(fā)。通過角度控制器208使第二全波可調(diào)相移器206和第二起偏器205之間的夾角為45度，通過液晶控制器207輸出電壓為7/8波電壓，即控制第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為7V/4，由此可以產(chǎn)生左旋橢圓偏振探測光探測；通過液晶控制器207輸出電壓為1/8波電壓，即控制第二全波可調(diào)相移器206兩主軸(0、E主軸)之間的相位差為V4，由此可以產(chǎn)生右旋橢圓偏振探測光探測。通過角度控制器208使偏振分析器301的偏振選擇方向成45度。其他安排與實施例1中相同，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在特定方向上橢圓偏振栗浦、左右旋橢圓偏振差值探測瞬態(tài)吸收光譜和差值偏振吸光度(光學(xué)密度)動力學(xué)變化信息。
[0050]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種瞬態(tài)偏振吸收光譜測量方法，其特征在于，包括如下步驟: 制備偏振調(diào)控模塊，將所述偏振調(diào)控模塊耦合進(jìn)栗浦光路中，所述偏振調(diào)控模塊將非偏振栗浦光調(diào)制成偏振栗浦光后入射到待測樣品上； 將所述偏振調(diào)控模塊耦合進(jìn)探測光路中，所述偏振調(diào)控模塊將非偏振探測光調(diào)制成偏振探測光后入射到待測樣品上； 將信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元置于探測光路上且位于待測樣品之后，使經(jīng)待測樣品散射的探測光能被所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元檢測到，所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元包括一偏振分析器，所述偏振分析器能夠使經(jīng)待測樣品散射的探測光實現(xiàn)不同方向偏振態(tài)的選擇檢測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瞬態(tài)偏振吸收光譜測量方法，其特征在于:所述偏振態(tài)包括P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)和右旋橢圓偏振態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瞬態(tài)偏振吸收光譜測量方法，其特征在于:所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)選定偏振態(tài)的栗浦光和探測光的瞬態(tài)偏振吸收光譜和偏振吸光度，進(jìn)行對偏振光學(xué)密度動力學(xué)變化的e指數(shù)擬合。4.一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，包括: 栗浦光路，用于對待測樣品的偏振激發(fā)； 探測光路，用于對待測樣品的偏振照射； 信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元，用于檢測和分析待測樣品的瞬態(tài)偏振光譜； 其特征在于:所述栗浦光路上依次設(shè)有栗浦光源和將栗浦光源的出射光調(diào)制成偏振光的第一偏振調(diào)控模塊，所述探測光路上依次設(shè)有探測光源和將探測光源的出射光調(diào)制成偏振光的第二偏振調(diào)控模塊;所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元包括一偏振分析器，所述偏振分析器能使經(jīng)待測樣品散射的探測光實現(xiàn)不同方向偏振態(tài)的選擇檢測。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，其特征在于:所述第一偏振調(diào)控模塊和第二偏振調(diào)控模塊分別將栗浦光源的出射光和探測光源的出射光調(diào)制成P偏振態(tài)、S偏振態(tài)、左旋圓偏振態(tài)、右旋圓偏振態(tài)、左旋橢圓偏振態(tài)或右旋橢圓偏振態(tài)O6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，其特征在于:所述第一偏振調(diào)控模塊包括沿光路依次設(shè)置的第一起偏器和第一全波可調(diào)相移器，所述第一起偏器與第一全波可調(diào)相移器主軸之間的夾角可調(diào)節(jié)，所述第一全波可調(diào)相移器能夠進(jìn)行不同波長下主軸間的相位差調(diào)控，所述第一起偏器和第一全波可調(diào)相移器的工作波長覆蓋栗浦光范圍； 所述第二偏振調(diào)控模塊包括沿光路依次設(shè)置的第二起偏器和第二全波可調(diào)相移器，所述第二起偏器與第二全波可調(diào)相移器主軸之間的夾角可調(diào)節(jié)，所述第二全波可調(diào)相移器能夠進(jìn)行不同波長下主軸間的相位差調(diào)控，所述第二起偏器和第二全波可調(diào)相移器的工作波長覆蓋探測光范圍。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括用于控制第一起偏器與第一全波可調(diào)相移器主軸之間夾角調(diào)節(jié)和第二起偏器與第二全波可調(diào)相移器主軸之間夾角調(diào)節(jié)的角度控制器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，其特征在于:所述第一全波可調(diào)相移器為第一全波液晶相位延遲器，所述第二全波可調(diào)相移器為第二全波液晶相位延遲器；該系統(tǒng)還包括用于控制第一全波液晶相位延遲器和第二全波液晶相位延遲器的液晶控制器。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，其特征在于:所述偏振分析器包括能夠在不同偏振分量間產(chǎn)生附加相位差的雙折射偏振晶體和調(diào)節(jié)所述雙折射偏振晶體與光軸夾角的角度調(diào)諧裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光閃光光解儀系統(tǒng)，其特征在于:所述信號檢測和數(shù)據(jù)處理單元能夠接收檢測指定偏振方向上的光學(xué)密度變化的時間動力學(xué)信息或不同偏振態(tài)之間的差值光譜檢測。
【文檔編號】G01N21/21GK105910995SQ201610203853
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】陸珩, 孟祥敏
【申請人】中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所