Пристрій для фемтосекундної спектроскопії з мінімізацією власних шумів

Пристрій для фемтосекундної лазерної спектроскопії з мінімізацією власних шумів, що містить генератор надкоротких оптичних лазерних імпульсів для генерації оптичних імпульсів збу 3 синхронізований підсилювач. Описаний пристрій вимагає синхронізовану генерацію двох лазерних променів, прецизійної настройки оптичної системи [2]. Недоліком описаного пристрою є складна система синхронізації випромінювання, необхідність у детекторі сигналу з широкою смугою пропускання, наявність двох дорогих лазерних осциляторів, які мають бути синхронізовані, високий рівень шумів, незважаючи на велику швидкість розповсюдження лазерного випромінювання. При акустичних вібраціях дзеркальних поверхонь, оптичних лінз та зразка спостерігається генерація додаткових вагомих шумових сигналів, які можуть бути усунені шляхом проведення вимірювань та досліджень в умовах вакууму. В основу корисної моделі поставлена задача: створення пристрою для фемтосекундної лазерної спектроскопії з мінімізацією власних шумів з метою отримання більш високого відношення сигнал/шум та більш високої ефективності генерації акустичних коливань, викликаних лазерними імпульсами збудження. Технічний результат полягає у підвищеній ефективності генерації акустичних коливань локальних областей зразка та в отриманні більш високого відношення сигнал/шум шляхом розміщення у вакуумній камері функціональних елементів пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для фемтосекундної лазерної спектроскопії з мінімізацією власних шумів, що містить генератор надкоротких оптичних лазерних імпульсів для генерації оптичних імпульсів збудження та зондування, модулятор, регульований блок затримки часу для регулювання інтервалу часу між приходом імпульсу збудження та зондування, оптичну систему для направлення імпульсів збудження та зондування на зразок, блок вимірювання для реєстрації зондуючих сигналів зі зразка, а також синхронізований підсилювач, у якому оптична система з регульованим блоком затримки часу для направлення та фокусування стабілізованих імпульсів збудження та зондування на зразок разом з блоком вимірювання зондуючого оптичного імпульсу розміщуються у вакуумній камері. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на кресленні представлена структурна схема пристрою для фемтосекундної лазерної спектроскопії з мінімізацією власних шумів. Пристрій для фемтосекундної лазерної спектроскопії з мінімізацією власних шумів містить генератор надкоротких оптичних лазерних імпульсів 1 для генерації оптичних імпульсів збу 65666 4 дження та зондування, модулятор 2, який підключений до синхронізованого підсилювача 3, на вхід якого подається вихідний сигнал з блока вимірювання 4, який разом з регульованим блоком затримки часу 5 та оптичною системою 6 направлення та фокусування імпульсів збудження та зондування разом зі зразком 7 розміщуються у вакуумній камері 8. Пристрій працює наступним чином. Лазерні імпульси, згенеровані генератором оптичних лазерних імпульсів 1, проходять через модулятор інтенсивності випромінювання 2 та падають на напівпрозоре дзеркало оптичної системи 6. Відбита від поверхні напівпрозорого дзеркала частина лазерного імпульсу утворює імпульси збудження, які направляються через оптичну систему 6 на зразок 7 та при попаданні на зразок перетворюються на наведену зміну оптичної густини областей зразка та викликають генерацію теплових та акустичних хвиль. Пройдена через напівпрозоре дзеркало частина лазерного імпульсу утворює імпульси зондування, які через регульований блок затримки часу 5 та оптичну систему направляються та фокусуються на зразок таким чином, щоб відбитий від поверхні зразка зондуючий сигнал можна було б направити у блок вимірювання 4, вихід якого підключений до входу синхронізованого підсилювача 3 з метою аналізу підсиленого та синхронізованого сигналів зміни лазерного імпульсу зондування після відбиття від збудженої поверхні або збудженого об'єму зразка в широкому часовому та частотному інтервалі. Зокрема, оптична система, регульований блок затримки часу, зразок та блок вимірювання розміщуються у вакуумній камері 8. Збільшення відношення сигнал/шум та ефективності генерації акустичних коливань, шляхом зменшення шумів, досягається за рахунок зменшення конвекційної тепловіддачі та віброізоляції у вакуумній камері оптичної системи разом зі зразком та регульованим блоком затримки часу. Пристрій для фемтосекундної лазерної спектроскопії з мінімізацією власних шумів являє собою конструктивно завершений пристрій з використанням сучасних фемтосекундних лазерних технологій і працює у відповідності до поставлених вимог. Джерела інформації: [1] Патент: US 2010088787 (А1), опублікований 08.04.2010, "PUMP PROBE MEASURING DEVICE AND SCANNING PROBE MICROSCOPE APPARATUS USING THE DEVICE". [2] Гусев В.Э., Карабутов А.А., Лазерная оптоакустика, М, 1991. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 65666 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601