radiowei的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/radiowei

博文

二维光谱学之飞秒激光1

已有 2454 次阅读 2013-10-5 01:04 |个人分类:二维光谱学|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 激光

  又到周五了,稍稍可以放下平日里繁忙的实验,再来码码字。

  说到二维光谱学,就不能不提超快激光——更确切地说是飞秒激光。有时候皮秒激光也被称为超快激光,但是在二维光谱学领域,飞秒激光脉冲是必要的。这里稍微解释一下这“某秒激光”的一般用法。最常听到的大约是飞秒、皮秒与纳秒激光,纳秒激光好像也被称为毫微秒,但是没怎么听说过微秒激光毫秒激光秒激光之类的。这里其实说的是激光脉冲。所谓脉冲,英文里是pulse,也就是脉搏的意思,指的是在时间上断续的通常有固定重复频率的能量束。你看六脉神剑发动的时候也是一束光波一束光波出来的,不似太阳光一般完全不停歇——不过对地球的某一个表面而言,太阳光也是脉冲,脉冲的频度大约为半天。总之,脉冲是时间上断续且重复的,脉冲激光在科学研究上是很有帮助的,因为大多数时候我们只想用激光照射样品一段时间,然后看看会发生什么,而且要重复进行这种实验以测试再现度和减少噪声提高有用的信号。

  秒级别的脉冲是很容易得到的,即使我们用的连续激光,拿块板子挡一下再拿开并重复这个动作就能实现。当然,实际操作的时候要精密一些,而且省力一些,可以用到遮光器(或快门,shutter),由机器代替我们来行使这项神圣的职责。还有一种方式更为高级一些,chopper,英文的字面意思是砍东西的东西,中文的翻译非常的武侠或科幻,叫斩波器——我想,大概需要用到蝉翼刀罢。其实就是个小电扇,家里的电扇刚开动的时候,如果后面有盏灯,我们总是一会儿看到灯泡一会儿看不到一直到风扇转得飞快,这时我们能看到暗一点的灯泡。灯泡其实还是忽明忽暗,只不过我们的眼睛太慢了,辨别不出来,我曾经拿了卡西欧的一台高速摄影机拍风扇,打到最高档,录下来的也是奇慢无比的扇叶转动。但是这个“斩波器”不完全是风扇,要不然岂不是可以边做实验边吹风乐得逍遥,虽然激光实验室一般都冻死人……好的斩波器是几乎不吹任何风的,至少前后面是不吹风的,因为它的扇叶是完全平的,转动的时候没有曲面推着空气形成气流。斩波器之得名,主要因为光是电磁波,而扇叶一般很薄,转动的时候就像一直在砍着光似的。但我以为还是叫光扇什么的好一些。光扇的转动频率不见得很快,大约最快一秒几百圈吧,但是因为扇叶可以排得很密集,只要被斩的光束够小,明暗的频率可以达到几千赫兹,也就是每秒可以产生几千个光脉冲。这么高的频率,肉眼基本上是看不见的。摄影的原理其实就是在一秒内拍很多张的照片,超过三十张(帧)每秒,人眼就能被骗过去了,大家就觉得那是连续的。要是每秒一千张,那么放慢三十倍,人眼还是觉得那是连续的。我曾经从Coherent公司来修激光的工程师那里看到一个把戏,可以让我们见证到一千赫兹的激光如何能被肉眼”看到“。他用了一张卡片挡着光,然后就前后扇动,在卡片摆动的时候能看到一连串的光点。稍稍算了一下,如果卡片在0.2秒的时间内移动了5厘米,那么在这5厘米的长度里有200个光脉冲,每厘米有四十个脉冲,这已经非常接近人眼的时间分辨率了,所以我们可以看到相距为几毫米的光点们。


  好像说了许多不着调的,未完得续。。。




http://blog.sciencenet.cn/blog-340903-730084.html

上一篇:二维光谱学笔记之一
下一篇:二维光谱学之飞秒激光2

3 张鹏举 戴德昌 吕喆

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-6-3 12:53

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部