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TDTR专题：泵浦热探测中金属传感器薄膜热传导性能（一）

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 ...
单光子纠缠源系统介绍

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 ...
TDTR的三个重要变体之ASOPS-TDTR

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 ...
TDTR的三个重要变体之TR-MOKE

，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 ...
PPLN晶体中的非线性过程原理

有相同波长的泵浦光子通过一个非线性过程结合，产生波长为λ/2的第三个光子。与SHG类似，和频（SFG）是结合波长为λp和λs的两个输入光子来产生一个波长为λSFG 的输出光子。λSHG=（1/λp+1/λs）-1。差频（DFG）中，两个波长为λp和λs的光子入射到晶体，频率较低的波长为信号光子λs激发泵浦光子λp，发射一个波长为λs的信号光子和一个波长为λi的限制光子。Λi=(1/λp-1/λs)-1。在差频过程中，两个信号光子和一个闲置光子出射，产生放大的信号光场。这被称为光参量放大。将非线性晶体放入一个光学谐振腔内可明显地提高效率，这就是光学参量振荡器（OPO）。相位匹配是指在两个或更多频 ...
激光原理简介

通常需要使用泵浦和特定的工作物质。泵浦是一种使用光将原子从基态升高到激发态（通常是亚稳态）的过程。泵浦的光源应当满足两个基本条件：1.有很高的发光功率2.作为泵浦源的辐射光的光谱特性应与激光工作物质的吸收光谱相匹配。以红宝石激光器为例，其激励光源是螺旋形脉冲氙灯，工作物质是红宝石棒。氙灯在绿色和蓝色光谱段有较强光输出，正好能与红宝石的吸收光谱对应起来，最终使红宝石棒产生大量激发态（亚稳态）的原子，实现粒子数反转。而作为工作物质的红宝石则需要制作成圆柱形棒状体，两个端面平行并镀银，使之一端成为100%的全反射面，另一端成为90%的部分反射面（可看做光学谐振腔）。大部分的激光器都是由泵浦源、工作物 ...
PPLN晶体的应用

064nm的泵浦激光器，可以产生波长长于泵浦光的信号光和闲置光。确切的波长由两个因素决定：能量转换和相位匹配。能量转换要求一个信号光子和一个闲置光子的能量和必须等于一个泵浦光子的能量。因此可以产生的光子组合是无限多的。然而会产生的有效组合是符合铌酸锂极化周期产生准相位匹配条件的组合。因此准相位匹配的波长组合称为运行波长，这种组合是通过改变PPLN温度或利用具有不同极化周期的PPLN来改变的。Nd:YaG泵浦的基于PPLN的OPO可有效地产生波长在1.3um和5um之间的可调光，甚至可产生更长波长的光，但效率较低。用脉冲或连续光泵浦，PPLN的OPO可产生几瓦的输出功率。二次谐波产生：PPLN是 ...
PPLN晶体基本应用

构的SHG，泵浦聚焦在晶体长度的中心。为了达到最佳效率，要达到Boyd-Kleinman聚焦状态。这就是光斑的大小，晶体长度与共聚焦参数的比值是2.84。SHG相互作用所能达到的最佳转换效率也取决于以下几个因素:连续波或脉冲泵源输入功率:在高功率时，可达到增益饱和泵浦/SHG波长:在低增益时，涉及更高能量光子(短波长)的相互作用，转换效率更高。1064nm→532nm对于低增益连续波，典型的转换效率为2%/Wcm。例如，对于1.5W的1064nm泵浦，40mm长的MgO:PPLN晶体，532nm的预期输出是180mW。在更高的功率下，Covesion在10W光源下可以达到1.5%/Wcm，在5 ...
DMD在太赫兹全息图重建中应用

简介DMD对泵浦光空间调制形成纹样，投射到硅片上，共同组成光调制系统。不同纹样区域硅片对太赫兹光的透射率不同。接收器件探测经过样品产生的全息图信息。由于DMD高速成像的特点，光调制系统可在短时间调制多组太赫兹光，足够的全息图信息用于重建样品空间模样，大大缩短全息重建耗时。太赫兹成像方案光调制部分：这部分由高电阻硅片和DMD器件组成高速光调制器。硅片曝光区域产生载流子，局部改变硅片的复介电常数，形成高导电区域，降低太赫兹透射率。DMD微镜阵列控制硅片曝光区域图样，形成不同太赫兹透射率区域。DMD高速变换图样，整个光调制器可对光束进行动态编码。接收器部分：应用单像素成像技术，依据关联测量原理，收集 ...
用于冷却铍离子铯原子的PPLN晶体

用高功率光纤泵浦激光器在 MgO:PPLN 中产生和频，可以轻松实现瓦级功率的冷却激光器。MSFG626可用于冷却铍离子，两个泵浦激光器分别为1051nm和1550nm，然后在MSFG626中结合，产生626nm。使用BBO晶体，这种输出可以在313nm处增加一倍频率至9Be+离子跃迁。类似地，我们的MSHG637已经被用来演示铯原子从1560nm和1077nm冷却到637nm，然后频率加倍到原子跃迁。我们的MSFG 和频晶体系列如下所示。为了实现高效的和频，理想情况下，您希望两束泵浦光束共焦聚焦到 PPLN（即晶体长度与共焦参数的比率为 1），并且两束光束的功率大致相等。请注意，对于高功率光 ...