[发明专利]一种二维傅里叶变换电子光谱中的相位重构方法

权利要求书

1.一种二维傅里叶变换电子光谱的相位重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用数值模拟的方法来构建标准的二维电子光谱：使用三束有时间差的激光对样品进行激发，通过计算响应函数与三个激发场卷积的数值构建光子回波信号：

其中，t₁、t₂、t₃分别是第一、二、三束激发光的时间，Rn(t₁，t₂，t₃)是时域三阶响应函数，E₁(t-t₃-t₂-t₁)、E₂(t-t₃-t₂)、E₃(t-t₃)分别是在t时刻系统空间某处由t时刻之前分别处于t-t3-t2-t1，t-t3-t2，t-t3时刻的三个激光脉冲的三个电场；

2)引入本地震荡脉冲与所述光子回波信号产生干涉，进行外差探测，构建出光谱干涉强度：

其中，e^iωt表示为相位因子，LO表示为本地震荡，E_LO(t)表示为t时刻的本地振荡电场，E_sig(t)表示为t时刻的光子回波信号电场；

3)采用自参考光谱干涉反演算法进行光谱干涉的反演算，以恢复二维电子光谱中的复值光子回波电场：

3a)以通过光谱仪所探测到的外差探测光谱D(ω_t,τ)作为光子回波信号与本地振荡脉冲之间的干涉结果，即

其中，S₀(ω_t)＝|E_LO(ω_t)|²+|E_sig(ω_t)|²， (4)

其中，ω_t表示为发射频率，E_LO(ω_t)表示为本地震荡电场随ω_t的变化函数，与E_LO(ω_t)呈复共轭关系，E_sig(ω_t)表示为光子回波信号电场随ω_t的变化函数；与E_sig(ω_t)呈复共轭关系，τ是相干时间，S₀(ω_t)是本地震荡脉冲的振幅与光子回波信号的振幅的平方和，f(ω_t)是本地震荡电场随ω_t的变化函数的复共轭与光子回波信号电场随ω_t变化函数的乘积；

3b)对通过使用光谱仪进行外差探测所得的频率调制干涉光谱D(ωt,τ)进行逆傅里叶变换，将时域中的直流和交流项过滤出来，然后将交流项通过离散傅里叶变换换回频域，可以重新得到S₀(ω_t)和f(ω_t)，其公式分别为：

S₀(ω_t)＝|E_LO(ω_t)|²+|E_sig(ω_t)|²， (6)

3c)计算本地振荡脉冲的振幅、光子回波信号的振幅以及相位：

本地振荡脉冲的振幅计算公式为：

光子回波信号的振幅计算公式为：

光子回波信号的相位的公式为：

其中，f(ω_t)和S₀(ω_t)是由公式(6)、(7)得到的，是本地振荡脉冲的输入相位，arg f(ω_t)是f(ω_t)的幅角值。

2.根据权利要求1所述的二维傅里叶变换电子光谱的相位重构方法，其特征在于：在做逆傅里叶变换之前，所述步骤3b)还包括对频域的数据进行补零操作步骤，以适于调节光子回波信号与本地振荡脉冲之间的计时误差Δt_LO。