一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統，其特征在于：它包括計算機和數據采集卡，數據采集卡采集由紅外陣列檢測器接收的多通道脈沖光譜信號，并將其發送到計算機；計算機內設置控制系統，它包括電動平移臺控制單元、飛秒脈沖積分控制單元、單色儀控制單元、數據分析處理單元和信號實時顯示單元；電動平移臺控制單元根據設定的參數控制電動平移臺運動；單色儀控制單元對單色儀的輸入光狹縫、光柵類型和中心波長進行控制；飛秒脈沖積分控制單元并對所采集的信號進行積分、多次累加后分別發送到數據分析處理單元和信號實時顯示單元；數據分析處理單元對接收到的光譜信號進行處理；信號實時顯示單元用于對飛秒脈沖積分控制單元輸出的信號實時顯示。本發明專利技術可以廣泛應用于飛秒激光二維光譜裝置的控制過程中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種控制紅外光譜裝置的系統，特別是關于一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統。
技術介紹
近年來出現的飛秒激光二維紅外光譜技術，是分子體系在時域中的三束超快紅外激光脈沖作用下所產生的受激振動光子回波響應經二維傅里葉變換后在二維頻域中的表達。它作為一種新穎的前沿光譜學手段，具有以飛秒時間分辨率測定凝聚相分子動態結構的能力。二維紅外光譜技術是一種新興的分子動態結構檢測手段，目前還沒有商品化的儀器，其核心光路和整套裝置都需要在實驗室中自行搭建。控制光路中主要部件的協調運作和光譜數據的采集及分析處理，是二維紅外光譜裝置正常運轉的關鍵。因此，迫切需要開發一套簡單易行、高效智能的控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種能夠全智能化綜合協調控制多種部件的飛秒激光二維紅外光譜裝置的控制系統。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案:一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統，它包括有一飛秒激光器、一分光器件、若干反射鏡、若干對角反射鏡、總反射鏡、聚焦鏡、樣品池、單色儀和紅外陣列檢測器，每一對所述角反射鏡均固定設置在一電動平移臺上；所述飛秒激光器發射飛秒激光到所述分光器件，所述分光器件將飛秒激光等分成若干束并將其分別發送到各所述反射鏡，經各所述反射鏡反射的光垂直發射到各對角反射鏡，每一對所述角反射鏡將飛秒激光反射后又經所述總反射鏡反射到所述聚焦鏡，所述聚焦鏡將各光束聚焦到所述樣品池，經所述樣品池出射的信號光經所述單色儀發送到所述紅外陣列檢測器；其特征在于:它還包括一計算機和一數據采集卡，所述數據采集卡采集由所述紅外陣列檢測器接收的多通道脈沖光譜信號，并將其發送到所述計算機；所述計算機內設置一控制系統，它包括一電動平移臺控制單元、一飛秒脈沖積分控制單元、一單色儀控制單元、一數據分析處理單元和一信號實時顯示單元；所述電動平移臺控制單元根據設定的參數控制每一所述電動平移臺運動；所述單色儀控制單元對單色儀的輸入光狹縫、光柵類型和中心波長進行控制；所述飛秒脈沖積分控制單元對所述數據采集卡所采集的信號進行積分、多次累加取平均后分別發送到所述數據分析處理單元和信號實時顯示單元；所述數據分析處理單元根據實驗要求對接收到的光譜信號進行處理；所述信號實時顯示單元對所述飛秒脈沖積分控制單元輸出的信號實時進行顯示，實驗者根據信號的信噪比監測測試結果。所述電動平移臺控制單元包括有與所述電動平移臺數量相同的電動平移臺子控制模塊，每一所述電動平移臺子控制模塊用于控制相應的電動平移臺運動；每一所述電動平移臺子控制模塊包括一參數設置模塊、一 SCAN按鈕和一 STOP按鈕；所述參數設置模塊用于對電動平移臺的歸零位置、當前位置、起始位置、移動步長、移動加速度和最終位置進行設置，掃描以SCAN按鈕啟動，通過STOP按鈕實時中斷掃描操作。所述電動平移臺的移動步長采用飛秒進行顯示。所述紅外陣列檢測器由一維多通道的碲鎘汞單元所組成。本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點:1、本專利技術的控制系統由于設置有電動平移臺控制單元，電動平移臺控制單元內設置有與電動平移臺數量相對應的若干電動平移臺子控制模塊，每一電動平移臺子控制模塊可以實現對電動平移臺位置和掃描步長等功能的選擇和控制，另外，本專利技術中的電動平移臺的移動步長單位在保證精度的前提下可以換算為飛秒進行表示，給飛秒激光二維紅外光譜的實驗操作帶來了極大的方便。2、本專利技術由于設置有單色儀控制單元，因此可以實現在二維紅外光譜儀的運行過程中對單色儀的光柵以及光柵波長進行選擇，滿足不同波段實驗的要求。3、本專利技術設置飛秒脈沖積分控制單元，因此可以實現多通道數據的同時采集，所采集的數據可以是有樣品和無樣品時的穩態光信號，也可以是樣品在多脈沖激光作用下的受激振動光子回波信號，即瞬態光信號。4、本專利技術由于設置有數據分析處理單元，因此可以由所獲得的穩態或瞬態光信號轉換為穩態一維紅外光譜和瞬態二維紅外光譜。5、本專利技術設置有信號實現顯示單元，因此可以實時觀測所采集的光譜數據，能夠對實驗過程進行實時監測。本專利技術可以廣泛應用于飛秒激光二維光譜裝置的控制過程中。附圖說明圖1是飛秒激光二維紅外光譜裝置的原理示意圖，箭頭方向表示電動平移臺的運動方向；圖2是本專利技術的控制方法流程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細的描述。如圖1所示，本專利技術所涉及的飛秒激光二維紅外光譜裝置包括一飛秒激光器1、一分光器件2、若干反射鏡3、若干對角反射鏡4、一總反射鏡5、一聚焦鏡6、一樣品池7、一光譜儀8 (本專利技術的光譜儀采用單色儀8)和一紅外陣列檢測器9。每一對角反射鏡4均固定設置在一電動平移臺上，每一電動平移臺可以帶動相應的角反射鏡4進行前后運動，用于改變光程；飛秒激光器I作為紅外光源發射飛秒脈沖激光到分光器件2，分光器件2將飛秒激光等分成若干束并將其發送到各反射鏡3，經各反射鏡3反射的光垂直發射到設置在每一反射鏡3上方的角反射鏡4，每一對角反射鏡4將飛秒激光反射后又經總反射鏡5反射到聚焦鏡6，聚焦鏡6將各光束聚焦到樣品池7，經樣品池7出射的信號光經單色儀8發送到紅外陣列檢測器9，紅外陣列檢測器9用于進行光譜信號的探測。本專利技術的紅外陣列檢測器9可以由一維多通道的碲鎘汞單元所組成，也可以根據實際實驗的需要，選擇不同波段的單通道或多通道檢測器，在此不做限制；本專利技術的特點在于對飛秒激光二維紅外光譜裝置的各器件分別進行控制，它包括一計算機和一數據采集卡，數據采集卡采集由紅外陣列檢測器9接收的多通道脈沖光譜信號，并將其發送到計算機進行處理和顯示。計算機內設置有一控制系統，它包括一電動平移臺控制單元、一飛秒脈沖積分控制單元、一單色儀控制單元、一數據分析處理單元和一信號實時顯示單元。電動平移臺控制單元包括有與電動平移臺數量相同的電動平移臺子控制模塊，每一電動平移臺子控制模塊用于控制相應的電動平移臺的運動，通過電動平移臺的運動以改變不同飛秒激光脈沖之間的時間間隔。每一電動平移臺子控制模塊包括有一參數設置模塊、一 SCAN按鈕和一STOP按鈕；參數設置模塊用于對電動平移臺的歸零位置、當前位置、起始位置(移動初始位置)、移動步長和最終位置(移動結束位置)等參數進行設置，并能控制電動平移臺的移動加速度。掃描以SCAN按鈕啟動，通過STOP按鈕實時中斷掃描操作。本專利技術的電動平移臺的移動步長在保證精度的前提下可以換算為飛秒進行顯示，這樣給飛秒激光二維紅外光譜裝置的實驗操作提供了方便。單色儀控制單元用于對單色儀8的輸入光狹縫、光柵類型和中心波長進行控制。飛秒脈沖積分控制單元接收來自數據采集卡的信號，數據采集卡根據實驗要求采集由紅外陣列檢測器9所接收的多通道脈沖光譜信號，并對各通道脈沖信號進行積分、多次累加取平均，以提高信噪比，并將處理后的信號發送到數據分析處理單元和信號實時顯示單元；其中，飛秒脈沖積分控制單元接收的數據可以是有樣品和無樣品時的穩態光信號，也可以是樣品在多脈沖激光作用下的受激振動光子回波信號，即瞬態光信號。數據分析處理單元對接收到的光譜信號進行處理，根據實驗要求，可以將有樣品和無樣品兩種多通道光信號進行相除并取對數，得到穩態的一維紅外光譜，還可以將樣品在多脈沖激光作用下的瞬態光信號進行二維傅立葉變換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統，它包括有一飛秒激光器、一分光器件、若干反射鏡、若干對角反射鏡、總反射鏡、聚焦鏡、樣品池、單色儀和紅外陣列檢測器，每一對所述角反射鏡均固定設置在一電動平移臺上；所述飛秒激光器發射飛秒激光到所述分光器件，所述分光器件將飛秒激光等分成若干束并將其分別發送到各所述反射鏡，經各所述反射鏡反射的光垂直發射到各對角反射鏡，每一對所述角反射鏡將飛秒激光反射后又經所述總反射鏡反射到所述聚焦鏡，所述聚焦鏡將各光束聚焦到所述樣品池，經所述樣品池出射的信號光經所述單色儀發送到所述紅外陣列檢測器；其特征在于：它還包括一計算機和一數據采集卡，所述數據采集卡采集由所述紅外陣列檢測器接收的多通道脈沖光譜信號，并將其發送到所述計算機；所述計算機內設置一控制系統，它包括一電動平移臺控制單元、一飛秒脈沖積分控制單元、一單色儀控制單元、一數據分析處理單元和一信號實時顯示單元；所述電動平移臺控制單元根據設定的參數控制每一所述電動平移臺運動；所述單色儀控制單元對單色儀的輸入光狹縫、光柵類型和中心波長進行控制；所述飛秒脈沖積分控制單元對所述數據采集卡所采集的信號進行積分、多次累加取平均后分別發送到所述數據分析處理單元和信號實時顯示單元；所述數據分析處理單元根據實驗要求對接收到的光譜信號進行處理；所述信號實時顯示單元對所述飛秒脈沖積分控制單元輸出的信號實時進行顯示，實驗者根據信號的信噪比監測測試結果。...

【技術特征摘要】
1.一種控制飛秒激光二維紅外光譜裝置的系統，它包括有一飛秒激光器、一分光器件、若干反射鏡、若干對角反射鏡、總反射鏡、聚焦鏡、樣品池、單色儀和紅外陣列檢測器，每一對所述角反射鏡均固定設置在一電動平移臺上；所述飛秒激光器發射飛秒激光到所述分光器件，所述分光器件將飛秒激光等分成若干束并將其分別發送到各所述反射鏡，經各所述反射鏡反射的光垂直發射到各對角反射鏡，每一對所述角反射鏡將飛秒激光反射后又經所述總反射鏡反射到所述聚焦鏡，所述聚焦鏡將各光束聚焦到所述樣品池，經所述樣品池出射的信號光經所述單色儀發送到所述紅外陣列檢測器；其特征在于:它還包括一計算機和一數據采集卡，所述數據采集卡采集由所述紅外陣列檢測器接收的多通道脈沖光譜信號，并將其發送到所述計算機； 所述計算機內設置一控制系統，它包括一電動平移臺控制單元、一飛秒脈沖積分控制單元、一單色儀控制單元、一數據分析處理單元和一信號實時顯示單元;所述電動平移臺控制單元根據設定的參數控制每一所述電動平移臺運動；所述單色儀控制單元對單色儀的輸入光狹縫、光柵類型和中心波長進行控制；所述飛秒脈沖積分控制單元對所述數據采集卡所采集的信號進行積分、多次累加取平均后分別發送到所述數據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王建平，楊帆，馬肖燕，于鵬云，
申請(專利權)人：中國科學院化學研究所，
類型：發明
國別省市：