Быстрый и точный анализ пленки.

введение

Отбор проб с помощью насосов - это мощная и эффективная технология, которая в основном используется для наблюдения за сверхбыстрыми процессами (fs - ns) в материалах и биологических системах. Сверхкороткий лазерный импульс (« насосный» импульс) облучается на образец, тем самым стимулируя физические процессы или химические реакции внутри образца. Затем через образец проходит второй луч лазерных импульсов с временной задержкой (« детекторный» импульс) для измерения изменений оптических свойств образца в результате первоначального возбуждения. Изменяя время задержки между импульсами насоса и импульсами обнаружения, можно получить подробную временную запись реакции образца на импульсы насоса с высоким временным разрешением.

Отбор проб с помощью насосов - зондов особенно полезен в области материаловедения и химии, помогая понять основные механизмы передачи энергии, фотохимии и других важных процессов. Существует множество способов реализации высокопроизводительных насосно - детекторных измерительных систем. На рисунке ниже концептуально сравнивается оборудование, необходимое для насосно - детекторного устройства для достижения превосходной производительности.Лазерные решения K2 - Photonics обеспечивают высокопроизводительные измерения накачки - обнаружения простым способом, что упрощает развертывание этого метода накачки - обнаружения в практических приложениях.

Основная проблема: оптическое сканирование с задержкой

Более продолжительная задержка накачки - обнаружения обычно необходима для анализа поверхностной акустической и термодинамики, а также для таких применений, как пикосекундный ультразвук. Длинное сканирование позволяет изучать сложные тонкопленочные слои общей толщиной до десятков микрон, такие как те, которые встречаются в современных полупроводниковых микрочипах. К сожалению, использование механических линий задержки для сканирования на столь большие расстояния является медленным, что приводит к системным ошибкам из - за отклонения или рассеяния луча и требует сложных фотомеханических систем. Кроме того, медленная скорость оптической задержки сканирования требует блокировки сигнала для получения высокой чувствительности, что еще больше усложняет систему.

Быстрая оптическая задержка сканирования без перемещения компонентов: метод двойного лазера

Асинхронный оптический отбор проб (ASOPS) - это альтернативный метод получения длинного оптического сканирования задержки в измерениях насоса - обнаружения. Он использует две разные скорости световых импульсов: одну для насоса пучжоу, а другую для зондирования света, что позволяет точно и быстро сканировать задержку света между ними. Эта технология часто используется в ультразвуковых и других исследованиях переходного поглощения. Диапазон сканирования определяется частотой повторения света насоса, а скорость сканирования определяется разницей между частотой повторения света насоса и детектора света.

В следующей таблице приведены основные параметры ASOPS:

Асинхронный отбор проб света (ASOPS) обычно осуществляется с помощью двух независимых сверхбыстрых лазеров, которые синхронизируются с помощью высокочастотного запирающего кольца и электроники с обратной связью с высокой пропускной способностью. Точное управление временем с помощью асинхронного отбора проб света (ASOPS) требует высокой пропускной способности измерений и обратной связи для получения фемтосекундной точности на временной шкале.

Быстрая оптическая задержка сканирования без подвижных компонентов: метод с одним лазером

Компания K2 - Photonics разработала решение для технологии асинхронного отбора проб света (ASOPS), которое использует один лазер для сканирования с задержкой света без необходимостидваединственныйУстановите сверхбыстрый лазер. Это достигается путем создания двух последовательностей импульсов в одной лазерной полости, каждая из которых может использоваться в качестве источника накачки и источника обнаружения соответственно.

Это однополостное двухгребенчатое лазерное решение имеет много преимуществ по сравнению с традиционной двухлазерной асинхронной оптической системой отбора проб. Во - первых, это значительно упрощает экспериментальную установку, уменьшает количество необходимых компонентов и делает систему более компактной и стабильной. Во - вторых, поскольку источник накачки и источник обнаружения происходят из одной и той же лазерной полости и имеют соответствующие импульсные шумовые характеристики, это повышает стабильность временной оси. Это устраняетдваединственныйАПотребность в электронных контурах обратной связи между вертикальными лазерами значительно повышает общую стабильность системы.

Способность к обнаружению сигналов с ограничением рассеянного шума

K2 Photonics выбрала твердотельную лазерную технологию для создания своей однополостной двухгребенчатой лазерной системы. Эта технология позволяет лазерам иметь сверхнизкий уровень шума при высоких частотах. Как правило, для частот выше 1 МГц относительная интенсивность шума (RIN) ниже - 160 дБц / Гц. Этот низкий фоновый шум особенно полезен для ASOPS, поскольку большинство интересующих сигналов расположены на высоких частотах, которые не подвержены воздействию лазерного шума. На самом деле, шум на сигнале в основном исходит от зонда, который обнаруживает шум частиц фотодиода, который определяется только мощностью зонда и отзывчивостью фотодиода. Таким образом, использование твердотельной лазерной технологии в системе K2 Photonics обеспечивает более высокие измерения сигнала и шума, чем ASOPS, и имеетестьПревосходная линейная ось задержки времени делает ее более чувствительным инструментом для сверхбыстрого спектра и других применений.

Преимущества K2 Photonics в области обнаружения насосов

• Высокая точность

Однополостная структура и подавление общего шума обеспечивают точность фемтосекундного уровня на временной шкале во время оптического сканирования задержки.

• Малый размер

Нет необходимости в механических блоках задержки и усилителях блокировки фазы, что значительно упрощает процесс реализации установки высокопроизводительного зонда насоса.

• Высокая чувствительность

Твердотельные лазеры с запирающим модулем генерируют лазеры со сверхнизким уровнем шума (RIN и Time) на высоких частотах для измерения высокой чувствительности.