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概述異步光學(xué)采樣的操作方法

 更新時間:2023-03-20 點擊量:2036
  異步光學(xué)采樣技術(shù)常用于快速獲取材料表面形態(tài)變化的信息,具有非常的應(yīng)用場景,例如:原位研究金屬表面腐蝕過程、材料表面化學(xué)反應(yīng)、納米材料的生長過程、生物分子的交互作用等等。
  一、異步光學(xué)采樣的作用
  異步光學(xué)采樣技術(shù)可以通過激光束的掃描和物理、化學(xué)或生物反應(yīng)的改變,實現(xiàn)對材料表面的形態(tài)變化過程的高時間分辨率在微米甚至亞微米尺度下的測量,具有非常的應(yīng)用前景。這種技術(shù)可以在材料表面形態(tài)變化的每個階段進行采樣,從而實現(xiàn)對材料表面性質(zhì)的在線監(jiān)測和控制,有利于探索材料表面性質(zhì)變化的機理和規(guī)律。
  二、異步光學(xué)采樣的原理
  異步光學(xué)采樣技術(shù)的原理是利用一束脈沖激光來掃描材料表面,并在每個時間點記錄材料表面反射激光的幅度值和相位信息。由于掃描速度比反應(yīng)速度快得多,因此可以在采樣區(qū)域內(nèi)的每個時間點獲取材料表面的形態(tài)變化信息,從而實現(xiàn)對材料表面反應(yīng)過程的高時間分辨率監(jiān)測。
  三、異步光學(xué)采樣的操作方法
  1.實驗平臺搭建
  首先,需要搭建一個符合需求的實驗平臺。異步光學(xué)采樣技術(shù)需要使用高質(zhì)量的脈沖激光器、光學(xué)系統(tǒng)和探測器。具體來說,實驗平臺需要具備高信噪比、高能量、寬帶和短脈沖時寬度的激光器,并需要使用透明光學(xué)元件來擴束、分束和衍射。
  2.樣品表面處理
  樣品表面需要進行處理,為激光的散射提供良好的反射條件。通常情況下,可以在樣品靠近表面處涂覆一層反射涂層,或者使用基底透明的樣品,將光通過樣品內(nèi)部反射到表面。
  3.激光測量
  正式進行激光測量前,需要首先對激光器進行調(diào)試。然后,可以通過在樣品表面掃描激光點來獲取反射光的幅度和相位信息。異步光學(xué)采樣技術(shù)需要使用兩個脈沖光束,在一個掃描周期內(nèi)分別測量樣品表面反射光的幅度和相位信息,由此可在微小的時間段內(nèi)對反射信號進行分析,最終得到材料表面形態(tài)變化的信息。
  4.數(shù)據(jù)處理
  在得到表面反射光的幅度和相位信息之后,需要進行數(shù)據(jù)的處理和分析。通常,可以采用傅里葉變換等數(shù)學(xué)方法來分析數(shù)據(jù),并將結(jié)果表示為時間序列或頻率譜系。最終可以得到材料表面形態(tài)變化的信息圖表或動畫,用于進一步的分析、研究和應(yīng)用。
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