TDTR專題：泵浦熱探測中金屬傳感器薄膜熱傳導性能（一）熱傳導過程在泵浦光與金屬傳感器作用后數十飛秒內，吸收的能量通過電子-電子碰撞引起電子的非平衡熱分布，然后通過電子-聲子碰撞傳遞能量。這可通過雙溫模型（2TM）描述，電子溫度為Te，聲子溫度為Tp。 最后，電子、聲子間的熱平衡在幾皮秒內到達。雙溫模型條件達到熱平衡(Te=Tp)且樣品層內聲子弛豫(Tp遞減)已經開始。薄膜傳感器中的電子-聲子演化圖1. (a) 150納米和(b) 50納米厚的鋁膜表面(紅色)和鋁/二氧化硅界面(藍色)的電子Te(實線)和聲子Tp(虛線)溫度如圖1紅線，鋁中電子溫度迅速升高，迅速馳豫，代表能量從電子快速轉移到聲 ...

TDTR專題：泵浦熱探測中金屬傳感器薄膜性能（二）時域熱反射,tdtr,頻域譜,金屬薄膜,電子-聲子耦合,溫度,金,鋁,鉻,鉑,銅,表一.用于2 TM模型計算的材料列出的屬性包括電子-聲子耦合常數(g)、電子比熱常數(γe)、300 K溫度下的熱容常數(C1)、電子熱導率(λe)和聲子熱導率(λl)。聲子弛豫起始時間trp由2 TM模型計算獲得。傅里葉頻譜分析圖1.金和鋁在10 KHz歸一化的頻率響應幅度的比較。虛線代表1TM溫度模式，實線藍色和橙色代表2TM溫度模式光譜，紅色代表半峰全寬下100 fs激光泵浦脈沖的光譜為了獲得材料的頻率響應，將時域譜進行傅里葉變換可得到圖1中的頻域譜，其中藍 ...

振分束器分成泵浦光和探針光。在PBS之前，另一個半波片用來調整泵浦和探針光束之間的功率比。泵束通常在0.2-20 MHz范圍內使用電光調制器(EOM)調制頻率，然后通過物鏡聚焦到樣品。另外一些TDTR設置使用聲光調制器(AOM)，但由于AOM的上升時間長得多，調制頻率通常有限。EOM調制頻率作為鎖定檢測的參考。在通過相同的物鏡聚焦到樣品之前，探針光束通過機械延遲線產生時間延遲。探測束通常在延遲階段之前擴束，以減小長距離傳輸導致的發散。圖1. 典型TDTR系統光學裝置圖時域熱反射系統 探測方式：反射的探測光束由快速響應光電二極管探測器收集，它將光信號轉換成電信號。然后使用鎖相放大器從強背景噪聲中 ...

激光器都是由泵浦光來泵浦稀土摻雜光纖產生新的波長的光，由于光纖的纖芯很細，在泵浦光的作用下，光纖內很容易形成高功率密度，使得激光工作物質的能級間形成粒子數反轉，在加入適當的正反饋回路構成諧振腔之后就可以產生激光震蕩。光纖激光器諧振腔的構成一般會有這么幾種，第一種是常見的用F-P腔，即法布里-珀羅腔，如下圖所示第二種是用激光在光纖上刻寫光柵形成光纖光柵作為諧振腔鏡，因為是特定周期常數的光柵，對于要形成的激光波長相當于高反鏡，而對于泵浦光來說則是完全透過的。那么用兩個光纖光柵作為前后腔鏡，就可以實現直接光纖輸出，并且利用光纖光柵還可以做到單縱模窄線寬輸出的激光。您可以通過我們的官方網站了解更多的產 ...

結構示意圖，泵浦激光器有源區和刻有光柵的稀土摻雜光纖光柵反饋區同為一體構成諧振腔。只用一個光纖光柵來實現光反饋和波長選擇，頻率穩定性好，同時避免了稀土摻雜光纖與光柵的溶解損耗。下圖為DBR光纖光柵激光器的基本結構示意圖。利用一段稀土摻雜光纖和一對相同諧振波長的光纖光柵構成諧振腔，可以實現單縱模工作。同事利用光纖光柵與縱向拉力的關系，采用拉伸光纖光柵的方法可以實現波長的連續可調。可調范圍最多可以達到16nm以上。光纖光柵的選頻原理如下圖所示，靠近泵浦端的FBG1光纖光柵對于泵浦波長具有高透低反的的特性，泵浦光經過FBG1之后進入增益光纖，在增益光纖中形成粒子數反轉產生受激發射光。遠離泵浦端的光纖 ...

接口控制激光泵浦功率和晶體內部溫度，進而調整高精度的相位匹配。單光子糾纏源系統組成部分如下所示，主要分模擬部分和數字部分，其中模擬部分控制PPLN晶體的溫度、激光器的輸出功率和系統溫度控制；數字部分用于模擬部分溫度采集控制、LCD顯示、以及USB通信等；從上圖可以看出泵浦光可以直接在Pump Output輸出775nm的穩定光源，最大功率5mW;也可以使用外部的泵浦光從Pump input輸入；在Output端輸出1550nm的單光子糾纏光源；如果會用內部光源模式，使用保偏光纖將Pump Output的輸出光源接入到PumpInput達到輸出最終光源；從上圖可以看出系統的組成部分，我們著重分析 ...

研究中，光學泵浦磁力計（光泵磁力計，Optically PumpedMagnetometers, OPMs）是關鍵突破。OPM是一種基于量子技術，和SQUIDs有同樣靈敏度的磁場探測裝置，但是不需要SQIUIDs那樣的超低溫環境（下圖）光學泵浦磁力計（OPM）基本原理：每個光泵磁力計包含一個充滿銣-87原子蒸汽的玻璃室。當一束和原子的D1譜線產生諧振的圓偏光穿過蒸汽時，它將銣原子泵浦到一個角動量順著光束的量子態。因為每個原子具備的磁動量和角動量是相關聯的，自旋偏振的原子蒸汽的凈磁化率對外界磁場非常敏感。當所有的原子都在相同的狀態，并同時引入偏正態時，就不會產生更多的吸收。這時候，通過氣室的光強 ...

通常不需要對泵浦光束進行幅度調制來進行數據采集，而傳統的泵浦探測系統通常需要對泵浦光束進行調制來進行鎖定檢測。然而，在不調制泵浦光束的情況下，在典型的ASOPS實驗中獲得的信號僅由激光重復頻率倍數的頻率響應組成(例如，frep、2frep等)。但缺少調制頻率的頻率分量(例如，fmod、fmod+frep、fmod+2frep等)。由于激光重復頻率通常是一個固定值，并且遠大于調制頻率frep? fmod，因此如果沒有調制，ASOPS在熱測量中的功能將受到極大的損害。為了克服這個問題，迪爾海爾提出了一種高通量時域熱反射(HT-TDTR)技術，該技術將ASOPS與泵浦光束的高頻調制相結合，能夠快速準 ...

，以將反射的泵浦和探測光束轉向檢測路徑。在檢測路徑中，泵浦光束被濾波器去除，而探測光束通過半波片，然后被渥拉斯頓棱鏡分成兩個正交偏振分量。調整半波片，使得兩個分量具有大致相同的強度。通過檢測平衡檢測器上相對強度的變化來監測探測光束偏振的瞬時變化。圖1. TR-MOKE探測方案示意圖。反射探測光束的偏振態被渥拉斯頓棱鏡分離，并被平衡探測器探測到。放置在沃拉斯頓棱鏡前的半波片用于平衡平均強度在與半波片非完美平衡的情況下，熱反射信號與瞬態克爾旋轉重疊。由于TR-MOKE信號會改變磁性換能器的相反排列磁化狀態的符號，因此TR-MOKE信號可以通過減去為換能器的相反排列磁化狀態記錄的同相和異相信號作為V ...

FDTR收集作為泵浦光束調制頻率的函數的熱反射信號，而不是監控作為泵浦和探測脈沖到達時間之間的延遲的函數的熱反射信號。因此，通過將延遲級保持在固定位置，基于超快激光的TDTR也可以實現FDTR的功能。下面先討論和比較脈沖FDTR和連續FDTR。脈沖FDTR使用與傳統TDTR類似的設置。唯一不同的是，用于消除TDTR高次諧波信號的諧振電路不能用于FDTR實驗，因為數據是作為調制頻率的連續函數獲得的，而諧振電路通常處于固定的截止頻率。然而，如果泵浦光束由純正弦波調制，或者如果使用干凈正弦波乘法器的數字鎖定放大器用于鎖定檢測，或者如果在熱建模中也考慮了高次諧波，則諧振濾波器的使用對于TDTR并不總是 ...