泵浦-探测光谱

泵浦-探测（pump-probe）是一种利用短激光脉冲测量超快现象的技术。当泵浦光照射在样品上时，可以激发出各种各样的物理现象，例如电子激发。随后，经过一个由光学延时线控制的时间延迟后，一束探测光打到泵浦光作用的样品上，此时样品的透射率以及反射率变化都可以被测量出来。我们通过观察时域中的探测光信号来获取被激发样品在衰减过程中的动力学信息。

泵浦-探测技术的一大特点就是时域光谱的时间分辨率取决于激光脉冲的长度而并非光电探测器或者电信号采集装置的带宽。有很多研究超快现象的技术都是基于泵浦-探测的方式，例如太赫兹时域光谱和拉曼光谱。

脉冲激光器的重复频率通常在几千赫兹到几百兆赫兹之间。由于单个脉冲的信噪比（SNR）往往不理想，因此需要灵敏的测量电路以及大量的平均来优化信号。两种最常用的方法是：

• 将快速光电探测器与 boxcar 平均器结合。这种方法可以测量低占空比的信号，并且将信号中只有噪声的时段排除在外。此方法能得到最佳的信噪比，但是对于测量电子电路的要求也最高。

• 选择合适的光电探测器测量带宽，从而使光电探测器的响应时间接近脉冲重复的周期，并接近正弦。这种测量方法需要依赖锁相放大器，它易于实施并且信号中的非调制噪声可以被有效地滤除。

• 使用 Zurich Instruments 的产品，上述两种策略都可以实施。事实上，在UHFLI上这两种策略可以同时使用并且直接比较。对于低重复频率并且预算有限的情况，HF2LI 或者 MFLI 是能够很好替代 UHFLI 的仪器。
• UHF-BOX 选件是针对调制信号的 boxcar 平均器。它可以消除所有来自激光器的非调制噪声。

• UHF-BOX 选件采集数据时没有死区时间，这样可以最大限度缩短测量时长。
• 使用周期波形分析仪，您可以利用图形化界面中呈现的平均后的信号来确定 boxcar 的采集窗口。
• 如果您的实验装置可以避免接收两个时域上连续的泵浦脉冲，boxcar 平均器支持背景抑制。可以用其中一个 boxcar 专门测量有效信号部分，与另一个专门测量背景噪声以及直流偏置的 boxcar 的数据进行相减。