基于自適應脈沖整形技術(shù)飛秒CARS的選擇激發(fā).pdf

1、基于自適應脈沖整形技術(shù)的選擇激發(fā)是國際上近年來興起的前沿研究領(lǐng)域之一。隨著飛秒激光技術(shù)的發(fā)展，飛秒CARS已經(jīng)廣泛應用在相干控制化學反應、生物顯微成像以及光譜測溫等領(lǐng)域。但是由于飛秒激光具有較寬的頻譜寬度，可以同時激發(fā)多個振動能級，因此很難實現(xiàn)非共振背景信號有效去除以及相鄰能級之間的選擇激發(fā)。自適應脈沖整形技術(shù)通過反饋控制，借助于遺傳算法在設(shè)定空間進行的最優(yōu)化搜索，能夠幫助人們找到實現(xiàn)特定目的的優(yōu)化脈沖的形狀，最后得到想要的結(jié)果。這項技

2、術(shù)給我們提供了一種有效的實驗方法來實現(xiàn)飛秒CARS的選擇激發(fā)。 本論文的主要內(nèi)容包括六部分。第一部分就反斯托克斯拉曼光譜基本原理和脈沖整形與相干控制基本概念進行了簡單的介紹，并闡述了本論文的出發(fā)點和主要內(nèi)容。第二部分著重介紹了相干反斯托克斯拉曼光譜基本理論。第三部分首先介紹了相干反斯托克斯拉曼光譜相干控制的意義、發(fā)展進程及最近研究成果。接著詳細介紹了自適應脈沖整型技術(shù)的基本實驗原理和4f整形系統(tǒng)和整形器構(gòu)造，最后介紹了實驗中用到

3、的兩種超快激光測量技術(shù)。從第四部分開始，著重介紹了本論文的兩項主要工作。在第四部分中，我們利用自適應反饋系統(tǒng)實現(xiàn)了苯溶液中相鄰兩振動能級的選擇激發(fā)，并在此基礎(chǔ)上通過在傅立葉平面上對泵浦光的裁剪，深入分析了利用自適應脈沖整型系統(tǒng)進行選擇激發(fā)的控制機理。最后，根據(jù)實驗得到的結(jié)論，提出了對算法程序進行優(yōu)化的一些可行性方案。第五部分主要從實驗角度證實利用自適應反饋系統(tǒng)我們可以實現(xiàn)高分辨率CARS信號的選擇激發(fā)。該部分主要包括兩個實驗：第一個實驗

4、是甲醇溶液中v <,S>(CH<,3>)和v <,AS>(CH<,3>)的選擇激發(fā)，其能級間距為116 cm<'-1>；第二個實驗是苯(992 cm<'-1>)和氘代苯(945 cm<'-1>)混合溶液中相鄰振動能級的選擇激發(fā)，其能級間距僅為47 cm<'-1>。與我們實驗小組以前所做的二溴甲烷(1388 cm<'-1>)和氯仿(1889 cm<'-1>)混合溶液中CARS信號的選擇激發(fā)相比較，能級間隔減小了一個數(shù)量級。最后一部分是對整