光热测量系统（光学弱吸收测量系统）

光热测量系统（光学弱吸收测量系统）

        光热测量系统的主要用途是对不同光学元件（如镀膜、基底、晶体、界面等）的吸收特性进行表征。该装置采用泵浦-探测方式，基于热透镜效应，吸收测试在“泵浦”激光的波长下进行。为提高灵敏度，泵浦光经斩波调制，以实现对被测样品的周期性加热。探测光束感知被吸收的泵浦光所引起的加热效应。经斩波的泵浦光提供周期性加热，使探测光束的波形产生周期性扰动。光热信号表现为在较大的光电探测器电流上产生的小幅调制。平均电流（即直流信号 DC）与其在斩波频率处的小幅调制（即交流信号 AC）共同决定调制深度 AC/DC，该深度与吸收成正比。硅光电探测器采集 AC 和 DC 信号，并由调至斩波频率的双锁相放大器进行处理。

        仪器的灵敏度由噪声等效吸收泵浦功率定义。理论上，灵敏度不存在绝 对极限（通过更强的信号滤波，噪声总可以进一步降低）；然而，在实际系统条件下（如数据采集时间限制、普通实验室环境），对多数光学材料，灵敏度优于 25 nW。因此，当泵浦输出功率为 2 W（经斩波后约 1 W）时，可检测到低至 0.025 ppm 的吸收。

光热测量系统参数指标：

表面吸收灵敏度（透射探测器，熔融石英基底，1 W 入射泵浦功率）：优于 0.25 ppm

体吸收灵敏度（透射探测器，熔融石英，1 W 入射泵浦功率）：优于 5 ppm/cm

表面吸收灵敏度（反射探测器，熔融石英基底，1 W 平均入射功率）：优于 0.5 ppm

斩波频率：390 Hz ± 10 Hz

探测波长：633 nm

泵浦/探测交叉角：0.12 rad ± 0.02 rad

泵浦聚焦光斑尺寸：75 µm ± 20 µm

探测聚焦光斑尺寸：225 µm ± 50 µm

横向空间分辨率（FWHM ）：优于 60 µm

纵向空间分辨率（FWHM ）：优于 1 mm

噪声等效吸收功率（透射探测器，熔融石英基底，表面信号）：< 0.25 µW

噪声等效吸收功率（透射探测器，熔融石英，体吸收信号）：< 5 µW/cm

体吸收灵敏度（透射探测器，熔融石英，1 W 入射功率）：优于 5 ppm/cm

噪声等效吸收功率（反射探测器，熔融石英基底）：< 0.5 µW

光热测量系统探测光：

型号：Pacific Lasertec 05-LHP-121 或其他

输出功率：2 mW（3R 级）

波长：633 nm

RMS 噪声：30 Hz–10 MHz 频段内 0.1 %

XYZ位移台：

制动器类型：步进电机

X 轴平移范围：50 mm

Y 轴平移范围：50 mm

Z 轴平移范围：50 mm