超快时域光谱是一种测量固体和其他材料快速动力学的方法。

对于这些测量,样品被泵浦激光脉冲激发,并在材料内部产生扰动。随后,第二脉冲激光的脉冲(相对于第一脉冲略有延迟)测量由诱导扰动引起的样品的激发状态。为了获得关于激发衰减随时间变化的信息,需要改变两个激光脉冲之间的延迟时间。通常,这种设置使用机械延迟线来改变两个激光脉冲之间的时间延迟,但这会导致由相应致动器引起的时间限制。异步光采样(ASOPS)或电子控制光采样(ECOPS)等不同方法可以避免此类限制。在ASOPS中,延迟时间的变化是通过使用重复频率略有不同的两个激光器来实现的,这导致延迟时间成比例增加。在ECOPS中,一个激光器的腔长是可调的。随着它的变化,激光的重复率也会变化。

ECOPS和ASOPS都会产生激光脉冲的异步延迟,并允许在没有任何机械部件的情况下对动态过程进行高速采样。但另一方面,对于这些高精度采样方法,两个激光器需要精确同步和失谐。那么,什么可以帮助解决这些问题呢?

为了精确同步两个激光器,需要比较它们的相位。通常,光电探测器用于此任务。然而,ASOPS和ECOPS直接光电探测等高速应用无法提供所需的时间分辨率。Cycle的平衡光学互相关器(BOC)是一种高精度时间检测器,可以以飞秒分辨率测量两个激光器的时间抖动。利用非线性光学效应,两个激光器的时间抖动降低到<10fs RMS,直接实现了对激光腔失谐的精确控制。这两个特性使其非常适合复杂、高速的测量,如光学采样应用。

高速电光采样

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References

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