TDTR专题：泵浦热探测中金属传感器薄膜热传导性能（一）热传导过程在泵浦光与金属传感器作用后数十飞秒内，吸收的能量通过电子-电子碰撞引起电子的非平衡热分布，然后通过电子-声子碰撞传递能量。这可通过双温模型（2TM）描述，电子温度为Te，声子温度为Tp。 最后，电子、声子间的热平衡在几皮秒内到达。双温模型条件达到热平衡(Te=Tp)且样品层内声子弛豫(Tp递减)已经开始。薄膜传感器中的电子-声子演化图1. (a) 150纳米和(b) 50纳米厚的铝膜表面(红色)和铝/二氧化硅界面(蓝色)的电子Te(实线)和声子Tp(虚线)温度如图1红线，铝中电子温度迅速升高，迅速驰豫，代表能量从电子快速转移到声 ...
TDTR专题：泵浦热探测中金属传感器薄膜性能（二）时域热反射,tdtr,频域谱,金属薄膜,电子-声子耦合,温度,金,铝,铬,铂,铜,表一.用于2 TM模型计算的材料列出的属性包括电子-声子耦合常数(g)、电子比热常数(γe)、300 K温度下的热容常数(C1)、电子热导率(λe)和声子热导率(λl)。声子弛豫起始时间trp由2 TM模型计算获得。傅里叶频谱分析图1.金和铝在10 KHz归一化的频率响应幅度的比较。虚线代表1TM温度模式，实线蓝色和橙色代表2TM温度模式光谱，红色代表半峰全宽下100 fs激光泵浦脉冲的光谱为了获得材料的频率响应，将时域谱进行傅里叶变换可得到图1中的频域谱，其中蓝 ...
振分束器分成泵浦光和探针光。在PBS之前，另一个半波片用来调整泵浦和探针光束之间的功率比。泵束通常在0.2-20 MHz范围内使用电光调制器(EOM)调制频率，然后通过物镜聚焦到样品。另外一些TDTR设置使用声光调制器(AOM)，但由于AOM的上升时间长得多，调制频率通常有限。EOM调制频率作为锁定检测的参考。在通过相同的物镜聚焦到样品之前，探针光束通过机械延迟线产生时间延迟。探测束通常在延迟阶段之前扩束，以减小长距离传输导致的发散。图1. 典型TDTR系统光学装置图时域热反射系统 探测方式：反射的探测光束由快速响应光电二极管探测器收集，它将光信号转换成电信号。然后使用锁相放大器从强背景噪声中 ...
激光器都是由泵浦光来泵浦稀土掺杂光纤产生新的波长的光，由于光纤的纤芯很细，在泵浦光的作用下，光纤内很容易形成高功率密度，使得激光工作物质的能级间形成粒子数反转，在加入适当的正反馈回路构成谐振腔之后就可以产生激光震荡。光纤激光器谐振腔的构成一般会有这么几种，第一种是常见的用F-P腔，即法布里-珀罗腔，如下图所示第二种是用激光在光纤上刻写光栅形成光纤光栅作为谐振腔镜，因为是特定周期常数的光栅，对于要形成的激光波长相当于高反镜，而对于泵浦光来说则是完全透过的。那么用两个光纤光栅作为前后腔镜，就可以实现直接光纤输出，并且利用光纤光栅还可以做到单纵模窄线宽输出的激光。您可以通过我们的官方网站了解更多的产 ...
结构示意图，泵浦激光器有源区和刻有光栅的稀土掺杂光纤光栅反馈区同为一体构成谐振腔。只用一个光纤光栅来实现光反馈和波长选择，频率稳定性好，同时避免了稀土掺杂光纤与光栅的溶解损耗。下图为DBR光纤光栅激光器的基本结构示意图。利用一段稀土掺杂光纤和一对相同谐振波长的光纤光栅构成谐振腔，可以实现单纵模工作。同事利用光纤光栅与纵向拉力的关系，采用拉伸光纤光栅的方法可以实现波长的连续可调。可调范围最多可以达到16nm以上。光纤光栅的选频原理如下图所示，靠近泵浦端的FBG1光纤光栅对于泵浦波长具有高透低反的的特性，泵浦光经过FBG1之后进入增益光纤，在增益光纤中形成粒子数反转产生受激发射光。远离泵浦端的光纤 ...
接口控制激光泵浦功率和晶体内部温度，进而调整高精度的相位匹配。单光子纠缠源系统组成部分如下所示，主要分模拟部分和数字部分，其中模拟部分控制PPLN晶体的温度、激光器的输出功率和系统温度控制；数字部分用于模拟部分温度采集控制、LCD显示、以及USB通信等；从上图可以看出泵浦光可以直接在Pump Output输出775nm的稳定光源，最大功率5mW;也可以使用外部的泵浦光从Pump input输入；在Output端输出1550nm的单光子纠缠光源；如果会用内部光源模式，使用保偏光纤将Pump Output的输出光源接入到PumpInput达到输出最终光源；从上图可以看出系统的组成部分，我们着重分析 ...
研究中，光学泵浦磁力计（光泵磁力计，Optically PumpedMagnetometers, OPMs）是关键突破。OPM是一种基于量子技术，和SQUIDs有同样灵敏度的磁场探测装置，但是不需要SQIUIDs那样的超低温环境（下图）光学泵浦磁力计（OPM）基本原理：每个光泵磁力计包含一个充满铷-87原子蒸汽的玻璃室。当一束和原子的D1谱线产生谐振的圆偏光穿过蒸汽时，它将铷原子泵浦到一个角动量顺着光束的量子态。因为每个原子具备的磁动量和角动量是相关联的，自旋偏振的原子蒸汽的净磁化率对外界磁场非常敏感。当所有的原子都在相同的状态，并同时引入偏正态时，就不会产生更多的吸收。这时候，通过气室的光强 ...
通常不需要对泵浦光束进行幅度调制来进行数据采集，而传统的泵浦探测系统通常需要对泵浦光束进行调制来进行锁定检测。然而，在不调制泵浦光束的情况下，在典型的ASOPS实验中获得的信号仅由激光重复频率倍数的频率响应组成(例如，frep、2frep等)。但缺少调制频率的频率分量(例如，fmod、fmod+frep、fmod+2frep等)。由于激光重复频率通常是一个固定值，并且远大于调制频率frep≫ fmod，因此如果没有调制，ASOPS在热测量中的功能将受到极大的损害。为了克服这个问题，迪尔海尔提出了一种高通量时域热反射(HT-TDTR)技术，该技术将ASOPS与泵浦光束的高频调制相结合，能够快速准 ...
，以将反射的泵浦和探测光束转向检测路径。在检测路径中，泵浦光束被滤波器去除，而探测光束通过半波片，然后被渥拉斯顿棱镜分成两个正交偏振分量。调整半波片，使得两个分量具有大致相同的强度。通过检测平衡检测器上相对强度的变化来监测探测光束偏振的瞬时变化。图1. TR-MOKE探测方案示意图。反射探测光束的偏振态被渥拉斯顿棱镜分离，并被平衡探测器探测到。放置在沃拉斯顿棱镜前的半波片用于平衡平均强度在与半波片非完美平衡的情况下，热反射信号与瞬态克尔旋转重叠。由于TR-MOKE信号会改变磁性换能器的相反排列磁化状态的符号，因此TR-MOKE信号可以通过减去为换能器的相反排列磁化状态记录的同相和异相信号作为V ...
FDTR收集作为泵浦光束调制频率的函数的热反射信号，而不是监控作为泵浦和探测脉冲到达时间之间的延迟的函数的热反射信号。因此，通过将延迟级保持在固定位置，基于超快激光的TDTR也可以实现FDTR的功能。下面先讨论和比较脉冲FDTR和连续FDTR。脉冲FDTR使用与传统TDTR类似的设置。唯一不同的是，用于消除TDTR高次谐波信号的谐振电路不能用于FDTR实验，因为数据是作为调制频率的连续函数获得的，而谐振电路通常处于固定的截止频率。然而，如果泵浦光束由纯正弦波调制，或者如果使用干净正弦波乘法器的数字锁定放大器用于锁定检测，或者如果在热建模中也考虑了高次谐波，则谐振滤波器的使用对于TDTR并不总是 ...
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