ポンププローブ分光法

関連製品： UHF-BOX、UHFLI、HF2LI、MFLI

ポンププローブ測定は、短いレーザパルスを使用して超高速現象を測定するために使用されます。
ポンプパルスがサンプルに衝突すると、電子励起などのさまざまな物理現象が誘発される可能性があります。
多くの場合、光学遅延線で制御される調整可能な時間遅延の後、プローブパルスがサンプルに当たり、その透過および/または反射が測定されます。
時間遅延の関数としてプローブ信号を監視することにより、生成された励起の減衰ダイナミクスに関する情報を取得することが可能です。

これらの測定の重要な側面は、時間分解能が光検出器または信号記録電子回路の帯域幅ではなく、レーザパルスの持続時間によって支配されるという事実です。
超高速現象を調査する多くの技術は、THz やラマン分光法などのポンププローブ方式に基づいています。

ポンププローブ分光法

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測定戦略

レーザのパルス繰り返し率は通常、数 kHz ～数百 MHz です。
個々のパルスの信号対雑音比は非常に小さいことが多いため、高感度の検出電子回路と大量の平均化が必要です。最も一般的な２つのアプローチは次のとおりです。

Boxcar アベレージャと組み合わせて高速光検出器を使用します。
これにより小さなデューティサイクルで信号を記録できるため、ノイズのみが存在する膨大な量のデータ記録時間が排除されます。
この方法は最高の SNR を提供しますが、電子機器にとっても最も要求が厳しいものです。
別の戦略は、結果の信号が全周期をカバーし、正弦波に近くなるように、光検出器の帯域幅を調整することです。
この技術により、信号検出にロックインアンプを使用できるようになります。
セットアップが簡単で、すべての非同期ノイズ成分が効率的に除去されるため、十分な SNR が得られます。

Zurich Instrumentsで測定するメリット

Zurich Instruments を使用すると、両方の測定戦略を追求できます。
実際、UHFLI では、両方の戦略を同時に実行でき、直接比較できます。
低繰り返し率と低予算での実験では、HF2LI または MFLI は２番目のアプローチの魅力的な代替手段です。
UHF-BOX は唯一の同期ボックスカー平均化器であり、その結果、レーザと同期していないすべてのノイズ源を排除します。
UHF-BOX ボックスカーは、デッドタイムなしでデータを取得するため、総測定時間を最小限に抑えます。
Periodic Waveform Analyzer を使用すると、基本信号の高度に平均化されたビューにより、ボックスカーウィンドウを簡単に定義できます。
セットアップで 1 秒おきのポンプパルスを「ブランク」にできる場合、「バックグラウンド減算機能」を使用すると、バックグラウンドノイズや信号のDCシフトとは無関係に測定を行うことができます。