[发明专利]一种基于能量回收原理的增强光激发波信号的光学系统

说明书

技术领域

    本发明涉及光激发波的产生和检测领域，具体为一种基于能量回收原理的增强光激发波信号的光学系统。

背景技术

光束辐照到样品上,通过光与物质的相互作用，会激发产生各种效应，包括光激发热波、光激发声波、光致发光等。通过对这些光激发波效应的检测和分析可以得到关于样品的很多信息，从而衍生出各种基于光激发波的精密分析测试仪器与成像设备，广泛应用于新材料、新能源、电子信息、环境科学、生物医疗、先进制造业等各个领域。

在实际应用中用来辐照样品的光束一般称为泵浦光束，它可以是普通光束，也可以是激光束。根据具体应用情况的不同，泵浦光束可以是简单的连续光、振幅调制的连续光、或者脉冲光。在泵浦光束是振幅调制的连续光或者脉冲光的时候，由于可以利用锁相检测技术或同步检测技术，基于光激发波效应的各类精密分析测试仪器与成像设备通常具有较高的灵敏度和较大的动态范围，因而应用十分广泛。

在基于光激发波效应的各类检测和分析技术中，光激发波效应的信号强度一般都随着泵浦光束能量或功率的增强而增强，因此在很多需要进行较高灵敏度检测与分析的场合，泵浦光源都选用功率（或者单脉冲能量）较高的激光光源。由于激光光源的体积、重量、成本通常都随着功率（或者单脉冲能量）的提高而提高，因此如果能够在不增加泵浦光源功率（或者单脉冲能量）的情况下增强光激发波信号就具有非常重要的意义。

现有的技术在增强光激发波信号方面的工作一般不外乎对泵浦光光路进行优化设计以提高光激发波信号强度、对光激发波信号的具体探测技术进行改进以增强灵敏度、以及在电子线路和信号处理方面提高信噪比等。以光声技术为例，很多努力都是放在对光声池的优化设计上；以光热技术为例，主要努力都是放在对泵浦光光路的优化设计、具体探测方法的选择、以及探测光路和电子线路的设计上。

发明内容

本发明目的是提供一种基于能量回收原理的增强光激发波信号的光学系统，以解决各类基于光激发波的检测分析仪器与成像设备对泵浦光功率或能量水平要求较高的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于能量回收原理的增强光激发波信号的光学系统，其特征在于：包括泵浦光出射部分、泵浦光反射部分，所述泵浦光出射部分包括泵浦光源、依次设置在泵浦光源出射光路上的泵浦光起偏装置、供泵浦光起偏装置起偏后的泵浦光透过的偏振分光装置，以及泵浦光聚焦透镜，所述泵浦光聚焦透镜设置在偏振分光装置透射光路上并对准样品；所述泵浦光反射部分包括接收样品反射或透射的泵浦光束的泵浦光调整透镜，依次设置在泵浦光调整透镜透射光路上的四分之一波片、第一泵浦光高反镜，以及设置在泵浦光出射部分中偏振分光装置反射光路上的第二泵浦光高反镜。

所述的一种基于能量回收原理的增强光激发波信号的光学系统，其特征在于：所述四分之一波片上镀有增透膜。

本发明在保持灵敏度不变的情况下，能较大幅度降低对泵浦光源的功率或能量水平的要求，从而较大幅度降低相关检测分析仪器与成像系统的成本、体积和重量。对一些光激发波信号比较微弱的样品，也可以在保持对泵浦光源的功率或能量水平要求不变的情况下较大幅度提高相关系统的检测灵敏度。

附图说明

图1为本发明应用于高透射率样品时的原理图。

图2为本发明应用于高反射率样品时的原理图。

图3为本发明应用于高透射率样品时的实施例结构图。

图4为本发明应用于高反射率样品时的实施例结构图。

具体实施方式

本发明的原理如下：