飛秒脈沖激光光譜測量系統(tǒng)

　　美國ISDC （INFRARED SYSTEMS DEVELOPMENT CORPORATION）公司研制的FPAS-0144飛秒脈沖激光光譜測量系統(tǒng)是一套飛秒激光脈沖光譜分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)專為高速激光譜學(xué)研制，可以提供144路的高速低噪聲數(shù)據(jù)采樣(其中包括128元線列HgCdTe 探測器和16路外部電信號輸入)，系統(tǒng)采用光柵單色儀分光，可以對2-20 μm的超短激光脈沖進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集，并生成紅外光譜。

　 FPAS-0144飛秒脈沖激光光譜測量系統(tǒng)是一臺非常緊湊的光譜儀,主要由128元陣列紅外探測器和高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及光柵光譜儀組成。可提供可互換的3個一組的光柵塔，自動的雙出口選擇和馬達(dá)驅(qū)動的狹縫和光柵定位。通過馬達(dá)驅(qū)動的回轉(zhuǎn)鏡選擇排列和探測器出口。許多用戶通常采用他們的單元探測器收集的數(shù)據(jù)，這樣的用戶需要一種方法，把以前的數(shù)據(jù)同用陣列探測器采集的新數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。飛秒激光脈沖采集系統(tǒng)提供了這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它可以同時包括所有陣列探測器的采樣和用戶提供的外部輸入數(shù)據(jù)。  

飛秒激光脈沖采集系統(tǒng)是為高速激光譜學(xué)研制的，該系統(tǒng)總共可以提供48/80/144路的高速低噪聲數(shù)據(jù)采樣(其中包括32/64/128元線列HgCdTe 探測器和16路外部電信號輸入)，系統(tǒng)與色散光柵（單色儀）一起，可以對超短激光脈沖進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集，生成2-20 μm的激光脈沖紅外光譜。儀器也可以與其它探測器連接，對包括可見光在內(nèi)的激光（脈沖或連續(xù)的）進(jìn)行采樣。所采集的激光脈沖寬度可以從1 fs 到 2us。所有的通道同時被積分和跟蹤，然后用16bit的A/D變換器數(shù)字化，并存儲到FIFO（先入先出）存儲器。Laspec 專用軟件把FIFO存儲器的數(shù)據(jù)下載到主計(jì)算機(jī)中，用于分析和轉(zhuǎn)換。10M的數(shù)據(jù)傳輸速度確保不丟失數(shù)據(jù)。每個相互隔離的通道都帶有積分器。

這種新型的FPAS光譜儀為f秒Pump-Probe 2D振動光譜提供了一種一攬子的嵌入式解決方案。系統(tǒng)包括一臺主計(jì)算機(jī)，基于LabView的LASPEC 軟件。簡單的聚焦激光能量入射到入瞳狹縫并開始采集數(shù)據(jù)。ISDC與光譜儀生產(chǎn)廠家Horiba 公司合作聯(lián)合研制出一種高分辨率的光譜儀，加上探測器和數(shù)據(jù)采集電子系統(tǒng)構(gòu)成了FPAS，為完成光譜采集提供了一種容易使用的系統(tǒng)。3個一組的光柵塔可互換，使之*可以覆蓋中長波紅外波段。提供的 LASPEC軟件控制光譜儀和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的所有的部件。

FPAS是一種非常緊湊的成像光譜儀，自動的雙端口選擇和馬達(dá)驅(qū)動的狹縫和光柵定位。一種馬達(dá)驅(qū)動的回轉(zhuǎn)鏡選擇陣列和探測器出口。許多用戶有用他們自己的單元探測器收集的數(shù)據(jù)，他們需要一種方法，把以前的數(shù)據(jù)同用陣列探測器采集的新數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。我們的FPAS激光脈沖光譜儀系統(tǒng),同時提供所有陣列探測器的采樣和用戶提供的外部輸入。

雙排的探測器陣列可以提供獨(dú)立的基準(zhǔn)和貫穿整個光譜儀的采樣路徑，以補(bǔ)償通常與超短脈沖激光有關(guān)的幅度和能量分布的變化 。完整的光柵和探測器系統(tǒng)可以滿足高速脈沖采集光譜測量的任何應(yīng)用。

技術(shù)指標(biāo)：

激光脈沖重復(fù)頻率：0.1 赫茲 to 50 千赫茲（100 千赫茲可選）

標(biāo)準(zhǔn)探測器：LN2 制冷16元到128元線列碲鎘汞探測器， (最多可選1024元)

光譜類型：交叉矯正車爾尼特納軸上光柵

焦距：0.19 米 或 0.32米

入瞳孔徑：F/3.9  15 度

入瞳狹縫：電動可調(diào) 0 – 2 毫米， 2 微米步進(jìn)。

出瞳狹縫：電動可調(diào) 0 – 2 毫米，2 微米步進(jìn)。

出口：陣列和單元–由回轉(zhuǎn)鏡選擇。

平面成像范圍：30 毫米（ 橫向） x 12 毫米（ 縱向） – 陣列入口

標(biāo)準(zhǔn)光柵：150 線/毫米 @ 5 微米, 75 線/毫米 @ 5 微米, 50 線/毫米 @ 5 微米,.

(50 to 1200 線/毫米 可選)

標(biāo)準(zhǔn)光譜范圍和分布：3-9 μm with 150 g/mm 0.40 μm BW,6.2 nm per pixel

4-10 μm with 75 g/mm 0.80 μm BW, 12.4 nm per pixel

3-9 μm with 50 g/mm 1.2 μm BW, 18.6 nm per pixel

最高分辨率：0.35 nm 用1200 g/mm 光柵。

光譜采集速率：單光譜 到 1900 光譜/秒

最大序列譜：典型1 x 10⁶，受計(jì)算機(jī)內(nèi)存限制。

通訊接口：數(shù)據(jù)讀出通過一個10 兆赫茲的數(shù)字通訊口。光譜儀通過RS-232/USB口控制。