بسرعة ودقة الكشف عن الفيلم

مقدمة

مضخة مسبار أخذ العينات هي تقنية قوية وفعالة ، وتستخدم أساسا لمراقبة عملية فائقة السرعة ( خ م م ) في المواد والنظم البيولوجية . نبضات ليزر قصيرة جدا ( ضخ نبض ) المشع على العينة ، وبالتالي إثارة العمليات الفيزيائية أو التفاعلات الكيميائية في العينة . في وقت لاحق ، شعاع من نبضات الليزر الثانية مع تأخير الوقت ( " الكشف عن " نبض ) يمر عبر عينة لقياس التغيرات في الخصائص البصرية من العينة بسبب الإثارة الأولية . . . . . . . عن طريق تغيير تأخير الوقت بين مضخة نبض نبض الكشف ، سجل مفصل وقت استجابة العينة إلى مضخة نبض يمكن الحصول عليها ، مع ارتفاع القرار في الوقت المناسب .

مضخة مسبار أخذ العينات هي مفيدة بشكل خاص في علم المواد والكيمياء ، ويساعد على فهم الآليات الأساسية لنقل الطاقة ، الكيمياء الضوئية وغيرها من العمليات الهامة . هناك العديد من الطرق لتحقيق عالية الأداء مضخة الكشف عن نظام القياس . الرسم البياني التالي يقارن نظريا المعدات اللازمة لتحقيق الأداء الممتاز من مضخة مسبار .k2-photonics حل الليزر يمكن تحقيق عالية الأداء مضخة الكشف عن القياس في طريقة بسيطة ، مما يجعل من السهل نشر هذه الطريقة في التطبيق العملي .

التحدي الرئيسي : تأخير المسح الضوئي

أطول مضخة مسبار تأخير ضروري لتحليل الموجات الصوتية السطحية و الديناميكا الحرارية ، وكذلك في تطبيقات مثل الموجات فوق الصوتية بيكو ثانية . . . . . . . مسح طويلة المدى يمكن دراسة معقدة رقيقة صفح مع مجموع سمك عشرات ميكرومتر ، مثل تلك التي تواجهها في أشباه الموصلات الحديثة رقاقة . لسوء الحظ ، فإن سرعة المسح الضوئي على هذه المسافة الطويلة باستخدام خط التأخير الميكانيكية بطيئة جدا ، مما يؤدي إلى أخطاء منهجية بسبب انحراف شعاع أو الاختلاف ، وتتطلب معقدة البصرية والميكانيكية النظام . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن بطء سرعة المسح الضوئي تأخير يتطلب مرحلة غير الساحلية للكشف عن إشارة للحصول على حساسية عالية ، مما يزيد من تعقيد النظام .

سريع البصرية تأخير المسح الضوئي دون تحريك أجزاء : ليزر مزدوج طريقة

أخذ العينات البصرية غير المتزامن ( asops ) هو طريقة بديلة للحصول على ضوء طويل تأخير المسح الضوئي في مضخة مسبار القياس . ويستخدم اثنين من مختلف معدلات النبض الضوئي ، واحدة لضخ الضوء ، والآخر للكشف عن الضوء ، مما يتيح دقة وسرعة المسح الضوئي ضوء تأخير بينهما . هذه التقنية غالبا ما تستخدم في دراسة فائقة السرعة الصوتية وغيرها من العابرين الاستيعاب . مجموعة المسح الضوئي يتحدد تكرار تردد ضخ الضوء ، سرعة المسح الضوئي يتحدد الفرق بين تكرار تردد ضخ الضوء و الكشف عن الضوء .

ويلخص الجدول التالي المعالم الرئيسية لبرنامج آسيا والمحيط الهادئ :

أخذ العينات البصرية غير المتزامن ( asops ) عادة ما يتحقق باستخدام اثنين من المستقلين بسرعة فائقة ليزر ، والتي هي متزامنة من قبل عالية التردد PLL ، وعرض النطاق الترددي عالية التغذية المرتدة من الأجهزة الإلكترونية . دقة توقيت السيطرة باستخدام البصرية غير المتزامن العينات ( asops ) يتطلب قياس عالية وردود الفعل من عرض النطاق الترددي من أجل الحصول على دقة الفيمتو ثانية على المحور الزمني .

سرعة المسح الضوئي دون تأخير نقل أجزاء : طريقة واحدة ليزر

k2-photonics الشركة وضعت حل asops التكنولوجيا ، والتي تستخدم ليزر واحد لتحقيق تأخير المسح الضوئي دوناثنينوحدهليزر فائق السرعة . ويتحقق ذلك عن طريق توليد اثنين من سلاسل من نبضات الليزر في تجويف واحد ، كل منها يمكن أن تكون بمثابة مصدر الضخ و الكشف عن المصدر ، على التوالي .

بالمقارنة مع التقليدية غير المتزامن البصرية نظام أخذ العينات مع اثنين من أشعة الليزر ، هذا واحد تجويف مزدوج مشط ليزر لديها العديد من المزايا . أولا ، فإنه يبسط إلى حد كبير تجربة الجهاز ، ويقلل من عدد من المكونات المطلوبة ، ويجعل النظام أكثر إحكاما وأكثر استقرارا . ثانيا ، لأن مصدر الضخ و الكشف عن مصدر من نفس تجويف الليزر ، نبض الضوضاء الخصائص ذات الصلة ، وبالتالي تحسين استقرار المحور الزمني . هذا يلغياثنينوحدهليمن أجل تحسين استقرار النظام ، حلقة التغذية المرتدة الإلكترونية المطلوبة بين عمودي ليزر ديود .

القدرة على الكشف عن إشارة الضوضاء الحد من الجسيمات

K2 Photonics اختارت تكنولوجيا الليزر الحالة الصلبة لإنشاء نظام ليزر واحد تجويف مزدوج مشط . هذه التكنولوجيا يجعل من الليزر فائقة منخفضة الضوضاء في الترددات العالية . عادة ، على ترددات أعلى من 1 ميغاهيرتز ، الكثافة النسبية الضوضاء ( رين ) أقل من - 160 ديسيبل / هرتز . هذا انخفاض الضوضاء الخلفية هي مفيدة بشكل خاص في asops ، لأن معظم الإشارات التي تهم تقع على الترددات العالية التي لا تتأثر ضوضاء الليزر . في الواقع ، الضوضاء في إشارة يأتي أساسا من التحقيق للكشف عن الجسيمات الضوضاء من الثنائي الضوئي ، الذي يعتمد فقط على التحقيق في السلطة والاستجابة من الثنائي الضوئي . ولذلك ، باستخدام تكنولوجيا الليزر في الحالة الصلبة في K2 photonics النظام ، وارتفاع نسبة الإشارة إلى الضوضاءلديهممتاز خطي تأخير الوقت محور يجعلها أكثر حساسية أداة فائقة السرعة الطيفية وغيرها من التطبيقات .

مزايا K2 photonics في الكشف عن مضخة

• دقة عالية

هيكل تجويف واحد وشارك في قمع الضوضاء يضمن دقة الفيمتو ثانية على المحور الزمني خلال كامل البصرية تأخير المسح الضوئي .

• حجم صغير

فائدة نموذج لا يحتاج إلى تأخير الميكانيكية كتلة قفل في مكبر للصوت ، مما يبسط إلى حد كبير تحقيق تدفق عالية الأداء مضخة مسبار الإعداد .

• حساسية عالية

mode-locked ليزر الحالة الصلبة تنتج الليزر مع انخفاض الضوضاء ( رن و توقيت ) في الترددات العالية ، والتي يمكن تحقيق حساسية عالية القياس .