泵浦探测的基本原理ppt课件

.,泵浦探测,泵浦探测的基本原理：,在泵浦探测系统中，激光器出射激光由分束镜分为两束，一束为泵浦光，一束为探测光，两束光之间通过一个时间延迟系统，可以调节泵浦光和探测光之间的延迟时间。对于不同的光学非线性机制，有着不同的的形成时间和恢复时间，可以利用这一特点研究和区分材料的光学非线性响应机制。泵浦光与探测光作用在材料上相同的区域，泵浦光的光强较强，它的作用是激发材料的光学非线性。当强泵浦光入射到待测样品上时，样品在强光照射下产生非线性光学响应，材料的性质发生改变，因此能够对经过其中的探测光形成调制。通过调节泵浦光和探测光的光程差（延迟时间差），在不同延迟时间下测量样品的透过率，即可研究该材料的非线性动力学过程。,.,泵浦探测的延迟时间,1.负延迟阶段由于时间延迟系统作用，泵浦光尚未作用于样品，此时只有探测光入射到样品上。探测光的光强在经过衰减片衰减之后很小，在样品上不足以激发非线性，或者产生很小的非线性可以忽略不计。此时只发生线性吸收，出射的探测光归一化透过率不变。2.零延迟时刻此时泵浦光和探测光的光程差为零，两束光同时到达样品。受到强的泵浦光照射之后，分子能够吸收入射激光的能量。其电子从基态跃迁至高能级。由于电子在不同的能级具有不同的寿命，不同能级的吸收截面和折射体积等参量均有所不同，当激发态的吸收截面大于基态的吸收截面，非线性吸收将会增加，即反饱和吸收；当激发态的吸收截面小于基态的吸收截面，非线性吸收将会减小，即饱和吸收。3.正延迟阶段此时的探测光相比于泵浦光延后一段时间之后才照射到样品上。通过测量受到泵浦光激发后某一时刻材料的光学非线性透过率，就可以了解所测量样品的激发态寿命。,.,.,.,.,实验中注意事项：,泵浦光和探测光之间的夹角必须足够小。尽量增加两束光的光程，保证泵浦光和探测光之间的夹角小，此时，两束光可以近似认为同轴。在样品表面，泵浦光的光斑尺寸要远大于探测光的光斑尺寸。确保探测区域被均匀激发。泵浦光和探测光完全重合。为了保证探测光和泵浦光完全重合，在光路调试时，可以采用针孔校准，直到两束光同时完全通过为止。确定延迟时间零点。采用具有双光子吸收的ZnSe晶片校准光路中的零延迟。由于双光子吸收是一种瞬态吸收，发生在泵浦光和探测光时空完全重合的地方，双光子吸收最强，透过率最低点，对应的延迟时间为零延迟时间。,.,黑磷二维晶体有良好的电子迁移率（1000cm/Vs），还有非常高的漏电流调制率（是石墨烯的10000倍），与电子线路的传统材料硅类似。半导体带隙是直接带隙,即电子导电能带（导带）底部和非导电能带（价带）顶部在同一位置，实现从非导到导电，电子只需要吸收能量（光能），而传统的硅或者硫化钼等都是间接带隙，不仅需要能量(能带变化)，还要改变动量（位置变化）。这意味着黑磷和光可以直接耦合，这个特性让黑磷成为未来光电器件（例如光电传感器）的一个备选材料。可以检测整个可见光到近红外区域的光谱。和石墨烯以及MoS2相比，BP的非线性响应和恢复时间更快,Ultrafastrecoverytimeandbroadbandsaturableabsorptionpropertiesofblackphosphorussuspension,.,指数函数拟合：ComparedwiththenonlinearresponsesofgrapheneandMoS2,thenonlinearresponseandrecoverytimeofBParemuchfaster.,.,weobtainedthenonlinearabsorptioncoefficientof2=-0.200.08103cm/GW(532nm),2=-0.120.05103cm/GW(680nm),and2=-0.150.09103cm/GW(1550nm).ThisnegativenonlinearabsorptioneffectshowscomparablenonlinearabsorptioncapabilitywiththatofMoS2nanosheets2=-4.60.27103cm/GW.TheobservedbroadbandsaturableabsorptioninBPsuggeststhatitcanserveasan