和频振动光谱测量系统（4）-系统主要部件

皮秒锁模Nd:YAG激光器：

光谱仪的核心是固态皮秒激光器。其可靠性对于光谱仪的完美操作和测量数据的相关性至关重要。高能激光器有两个标准型号专门用于SFG光谱仪。PL2230型完全由二极管泵浦，这意味着主振荡器和所有后续放大阶段都由二极管泵浦。它具有出色的长期参数稳定性和最小的维护要求。该型号每脉冲输出能量可达40毫焦，对于泵浦OPG和SFG光谱仪的可见光道通道，在大多数情况下是足够的。PL2230型号适用于双共振SFG。该型号通常用于泵浦两个独立的OPG。这种配置用于双共振SFG版本。

多通道光束传输单元：

泵浦激光器的基频输出需要分成几个通道并转换为不同的波长。可调谐的红外辐射是由皮秒光学参量发生器（OPG）产生的。大部分激光输出被转换成二次或三次谐波，并用于OPG泵浦。剩余的光束经过空间滤波、延迟然后作为可见光道被导入到SFG光谱仪。通常情况下，它会被转换为二次谐波（532纳米），但在某些情况下，也可以在基频波长（1064纳米）或可调谐的可见光范围内使用（当使用第二个OPG时）。

多通道光束输送单元SFGHX00系列提供所有这些功能。此外，它还包含自动化的可见光道输入能量监测和控制。可见光道的波长（如果包括双波长选项）需要手动更改。该单元还包括所有必要的光束分离器和滤光片，以阻止剩余辐射并防止其到达样品。

用于双共振SFG光谱仪的多通道光束输送单元示例

皮秒光学参量发生器：

PG501系列皮秒光学参量发生器（OPG）具有高脉冲能量和窄带宽。它用于在广泛的光谱范围内产生波长可调谐输出。在SFG光谱仪中，它为红外通道提供中红外辐射。DFG级扩展了中红外调谐范围，对应于分子振动”指纹“。根据OPG型号不同，DFG输出可以覆盖2.3 - 10μm或2.3 - 16μm的光谱范围。所有剩余波长输出都经过精心过滤，防止剩余辐射到达样品。在每个单元内均安装了可见激光指示器，并与红外光束同轴对准。它有助于操作不可见的中红外辐射，并将其引导通过多个光学元件进入样品。

一些SFG-VS研究需要高于6 cm-1的光谱分辨率。在这种情况下，Ekspla提供了独特的设计PG511系列OPG。在此系统中，种子光信号是在同步泵浦的光学参量振荡器（SPOPO）中产生的，该光学参量振荡器与激光再生放大器同步。在此配置中，辐射光谱宽度在中红外范围内缩窄到2cm-1。

PG501-DFG1在2300-10000nm波段典型调谐曲线

PG501-DFG2在8000-16000nm波段典型调谐曲线

应用实例：用两台PG511做泵浦探测实验：

源自: Phys. Rev. Lett. 123, 156101

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