Hyperfine spectroscopy using co-propagating pump-probe beams
我们之前已经表明，超精细光谱在一个蒸气室使用共同传播的泵浦-探测光束有许多优点，超过了通常的技术，饱和吸收光谱使用反向传播的光束。主要优点是没有交叉共振，信号出现在平坦（无多普勒）背景上，以及主峰的较高信噪比。与非零速度原子的相互作用会产生额外的峰，但只有一个峰出现在主谱中。我们首先通过研究Rb的$D_2$线来说明这种技术用于高分辨率光谱的优点。然后，我们使用声光调制器（AOM）的频率校准，使精确的超精细间隔测量的第一个激发态的$^{85,87}$ Rb和$^{133}$ Cs的$P_{3/2}$。
2010-08-31 physics.atom-ph physics.optics
A pump-probe study of the formation of rubidium molecules by ultrafast photoassociation of ultracold atoms
本文介绍了超冷铷分子光缔合产生的泵浦-探测实验研究和数值模拟。松散结合的激发态二聚体的形成被观察到作为第一步走向一个完全相干的泵浦转储方法的稳定Rb $_2$到其最低的地面振动状态。的人口，有助于泵探测过程的特征在于，并发现是从一个背景人口的预相关的分子不同。
2009-09-08 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Pump-triple sum-frequency-probe spectroscopy of transition metal dichalcogenides
三重和频（TSF）光谱学通过共振激发振动和电子态的多个量子相干性来测量多维光谱。在这项工作中，我们展示了泵TSF探测光谱，其中泵激发样品和一段时间后，三个额外的电场产生的探测场进行测量。我们展示了泵浦TSF探测光谱多晶，光滑，薄膜和螺旋纳米结构的二硫化钼和WS 2。泵浦-TSF-探测光谱定性地类似于更常规的瞬态反射光谱。虽然瞬态反射灵敏度在低表面覆盖率下受到影响，但泵浦-TSF-探针灵敏度与样品覆盖率和纳米结构形态无关。我们的研究结果表明，泵浦-TSF-探针是一种有价值的研究微观材料系统的方法。
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Compact realization of all-attosecond pump-probe spectroscopy
研究利用1 kHz商业激光器、空芯光纤后压缩和紧凑型高次谐波产生装置实现了双色阿秒泵浦-探测光谱学，生成近孤立阿秒脉冲，支持极短时间尺度的基础过程研究。
2023-06-28 physics.atom-ph physics.optics
Pump-probe study of plasma dynamics in gas-filled photonic crystal fiber using counter-propagating solitons
我们提出了一种泵浦-探测技术来监测超快极化率的变化。特别地，我们用它来测量充气空芯光子晶体光纤中自压缩高阶泵浦孤子在时间焦点处产生的等离子体密度。这是通过监测从反向传播的探测孤子的色散波发射的波长来完成的。通过改变泵浦光与探测光之间的相对延迟，可以绘制出沿光纤的等离子体密度分布。与最近引入的用于监测等离子体密度的干涉侧探测相比，我们的新技术相对不受由空气湍流和机械振动引起的不稳定性的影响。氩气和氪填充光纤的两个实验的结果，并进行了比较，数值模拟。该技术为探测许多不同气体和气体混合物中的光电离以及许多其他背景下色散的超快变化提供了重要的新工具。
2020-06-12 physics.optics physics.plasm-ph
Focusability in the multi-pump Raman amplification of short laser pulses
空间组合多个强激光束是一个很有前途的概念，以实现激光强度。已在国家点火装置进行了原理验证实验，以报告具有高能量转换效率的多达20个脉冲的组合。然而，组合过程可能由于种子和泵浦波前的失配而损害种子可聚焦性。在这里，我们研究了有限泵浦光束尺寸对种子脉冲可聚焦性的影响。我们提出了一种方法来保持，甚至提高种子聚焦通过专门安排多个泵浦光束。通过数值求解耦合非线性薛定谔方程，验证了上述结果。
2022-12-17 physics.optics physics.plasm-ph
Rapid Scan White Light Pump-Probe Spectroscopy with 100 kHz Shot-to-Shot Detection
我们演示了一个飞秒泵浦探测光谱仪，它利用白光超连续谱作为输入，并依赖于声光斩波器，泵浦探测延迟级和CCD相机的相互同步记录拍摄到拍摄的泵浦探测光谱，而泵浦探测延迟与激光重复频率同步扫描。这里实现的技术的独特组合允许电子可控和重复率可伸缩的检测吞吐量，仅受相机帧速率的限制。尽管RMS白光探测波动约为5.5%，但充分利用白光中的时间相关性和泵浦-探测延迟的精细采样以及与逐步扫描相比等效数据收集时间的30倍减少，导致RMS噪声的减少，而没有多通道参考，对于散射纳米管样品下降至约0.33 mOD。该演示为具有宽带光谱覆盖和最小化样品暴露的散射样品的脉冲泵浦探测显微光谱学打开了大门。
2022-12-26 physics.chem-ph physics.optics
Coherent population oscillation produced by saturating probe and pump fields on the intercombination Line
本文对174Yb互组合线上相干布居振荡和相干布居俘获的实验进行了理论研究。跃迁涉及自旋的变化，因此不能用有效的λ系统来解释。所报道的实验是在泵浦场和探测场都能使跃迁饱和的情况下进行的。我们通过数值计算和分析计算证明了当泵浦和探测开始饱和过渡时干涉最小值的出现。给出了干扰最小值出现时探测功率阈值的解析结果。我们还详细研究了施加磁场时干扰极小值的出现.磁场不仅产生塞曼分裂，而且由于与其他能级的耦合，还使系统开放。我们证明了在次谐波共振位置干涉极小的可能性。
2016-01-27 physics.atom-ph physics.optics
Frequency up-conversion of an infrared image via a flat-top pump beam
红外成像探测技术是一项重要的、有发展前途的技术，具有广泛的应用前景。在这项工作中，我们报告的频率上转换检测的基础上的和频产生的非线性晶体与平顶光束作为泵浦，而不是高斯光束，在525 nm的上转换图像落在可见光探测器和人眼的敏感波段。理论模拟和实验结果都清楚地表明，与高斯泵浦光相比，使用平顶光束作为泵浦光可以提高上转换后图像的保真度。我们的方案将是非常有前途的红外图像检测的基础上变频。
2019-12-26 physics.optics
Crossed-beam pump-probe microscopy
我们提出了一种新的成像方法的泵浦-探测显微镜，探讨非共线激发。这种方法（交叉光束泵浦-探测显微镜，或CBPM）可以显着提高轴向分辨率时，通过低NA透镜成像，提供了一种替代方式的深度分辨，大视场成像。我们进行了概念验证演示，使用不同的成像镜头表征了CBPM的分辨率，并测量了某些类型的低NA镜头的增强轴向分辨率。
2020-01-27 physics.bio-ph physics.optics
Pump-probe micro-spectroscopy by means of an ultra-fast acousto-optics delay line
我们演示了飞秒泵浦探测瞬态吸收光谱使用可编程色散滤波器作为超快延迟线。与快速同步检测相结合，该延迟线允许在34 kHz下记录6 ps的衰减轨迹。以这样的采集速度，我们执行单点泵浦探测光谱散装样品在80 $μ$ s和高光谱泵浦探测成像超过100 $μ$ m的视野在不到一秒。该方法的可用性说明了一个展示实验，图像和区分两种颜料的混合物。
2018-05-04 physics.optics
Pump-probe nonlinear magneto-optical rotation with frequency modulated light
塞曼子能级之间的特定类型的原子相干性可以使用基于频率调制光的非线性磁光旋转的方法来产生和检测。采用线性偏振的频率调制光来选择性地产生塞曼子能级之间的基态相干性，对于塞曼子能级，在$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb原子中的$Δm=2$和$Δm=4$，以及在$^{85}$ Rb中的另外的$Δm=6$。用一束单独的、未经调制的探测光束探测原子相干态。抽运光束和探测光束的分离使得能够独立地研究原子相干态的产生和检测过程。用本方法观察到了塞曼相干态（包括高阶相干态）通过自发发射从激发态向基态的转移。
2006-03-06 physics.atom-ph physics.optics
Dual-wavelength vortex beam with high stability in diode-pumped Yb:CaGdAlO4 Laser
在激光二极管泵浦Yb：CaGdAlO 4（CALGO）激光器中，获得了稳定的双波长涡旋光束，该涡旋光束具有两个相隔几太赫兹的光谱峰，携带轨道角动量（OAM）。由于Yb：CALGO具有宽的发射带宽，双波长光谱由泵浦功率和激光谐振腔中的离轴损耗控制。OAM光束是由一对柱面透镜作为高阶厄米-高斯模的π/2透镜获得的。实验结果表明，具有1046.1 nm和1057.2 nm（间隔3.01 THz）两个光谱峰的1 h OAM光束可以稳定工作3 h以上。它在太赫兹光谱学、高分辨率干涉测量等方面具有很大的应用潜力。
2018-01-21 physics.optics
Coherence properties of high-gain twin beams generated in pump-depletion regime
分析了高增益区（包括泵浦耗尽区）双光束的空间和光谱相干特性。在增加泵浦功率时，强度自相关和互相关区域的大小的增加被泵浦耗尽区的减小所取代。这种效应被解释为在高增益放大时发生的模式选择中的渐进损耗。从$g^{(2)} $函数测量的空间光谱模式的数量的实验测定证实了这一解释。
2014-04-15 physics.optics quant-ph
Controlling the biphoton orbital angular momentum eigenmodes using asymmetric pump vortex beam
我们报道了通过简单地调节抽运涡旋光束的非对称性来控制自发参量下转换过程中的双光子轨道角动量（OAM）本征模。通过调整对应于OAM模式l的相位绕组螺旋相位板（SPP）的光轴相对于光束传输轴的位置，将高斯光束变换为具有不同权重的OAM模式l，l-1，l-2，0的非对称涡旋光束。利用这种非对称涡旋抽运非线性晶体并控制其非对称性，我们定制了双光子OAM本征模的螺旋谱。计算施密特数的双光子，我们观察到的OAM本征模的螺旋带宽的增加，因此系统的维数。虽然我们已经限制了我们的研究，以显示通过简单地控制泵浦涡旋的不对称性的双光子的螺旋带宽的增加，我们可以，在原则上，通过操纵泵浦光束的大小和晶体长度，进一步提高纠缠态的维数。
2018-03-13 physics.optics quant-ph
Theory of Attosecond Transient Absorption Spectroscopy of Krypton for Overlapping Pump and Probe Pulses
首次对氪原子在泵浦和探测脉冲重叠时的阿秒瞬态吸收光谱进行了从头计算。在与时间相关的组态相互作用单一（TDCIS）方法中，我们从第一原理描述了泵步骤（使用近红外脉冲的强场电离）以及探测步骤（使用极紫外脉冲的共振电子激发）。我们扩展我们的TDCIS模型和帐户的自旋轨道分裂的占用轨道。我们讨论了最近的阿秒瞬态吸收实验中看到的光谱特征[A. Wirth等人，Science 334，195（2011）]。我们的研究结果支持的概念，瞬态吸收信号可以直接相关的瞬时空穴人口，即使在电离泵脉冲。此外，我们发现强烈的变形时，泵浦和探测脉冲的重叠是最大的吸收线。这些变形可以用振荡离子偶极子的相对相移来描述。我们讨论了可能的机制，这些相移。我们的发现表明，整个N电子波函数的非微扰激光修整是主要贡献者。
2012-12-07 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Large phase shift of spatial soliton in lead glass by cross-phase modulation in pump-signal geometry
研究了铅玻璃圆柱棒中双色空间孤子对的大相移。理论研究表明，在所需的初始条件下，强泵浦光和弱信号光可以同步传输。在孤子临界功率附近改变泵浦光功率约14 mW，实验上得到了信号光的$π$相移，与理论结果定性一致。信号光孤子与泵浦光孤子的相移速率之比与理论估计值吻合较好。
2012-05-28 physics.optics
Broadband sensitive pump-probe setup for ultrafast optical switching of photonic nanostructures and semiconductors
我们描述了一个超快时间分辨泵浦探测光谱设置，旨在研究纳米光子结构的开关。飞秒泵浦和探测脉冲都可以在3850和21050 cm $^{-1}$之间的宽频率范围内独立调谐。宽的泵浦扫描范围允许大的光学穿透深度，而宽的探测扫描范围对于强光子晶体的研究至关重要。一种新的数据采集方法允许灵敏的泵浦-探测测量，并校正探测强度和泵浦杂散光的波动。与激光波动相比，我们观察到设置的精度提高了十倍，允许在1 s的测量时间内测量精度优于$Δ$ R= 0.07%。演示的改进技术的体硅晶片，3D硅反蛋白石光子带隙晶体，和Z-扫描测量的双光子吸收系数的Si，GaAs，和三光子吸收系数的GaP在红外波长范围内。
2009-03-01 physics.ins-det physics.optics
Pump-probe differencing technique for cavity-enhanced, noise-canceling saturation laser spectroscopy
我们提出了一种实验技术，使机械噪声免费，腔增强的原子跃迁及其超精细结构的频率测量。我们采用Nd：YAG激光器和碘蒸气室的532 nm倍频输出。该细胞被放置在行波法布里-珀罗干涉仪（FPI）与反向传播的泵和探测光束。使用Pound-Drever-Hall（PDH）技术锁定FPI。机械噪声被差分泵和探头信号抑制。此外，该差分误差信号给出了FPI内的差分非线性的灵敏测量。
2004-11-10 physics.optics
Stimulated Raman-induced Beam Focusing
本文研究高阶拉盖尔-高斯模式下受激拉曼散射对泵浦和斯托克斯光束振幅与相位的调制，揭示环形光束超分辨相干拉曼成像的局限性，并与受激发射损耗荧光显微术进行对比。
2024-05-23 physics.optics
Tunable near- to mid-infrared pump terahertz probe spectroscopy in reflection geometry
强场中红外泵浦太赫兹（THz）探测光谱技术已被证明是强关联材料中不同阶次光控制的有力工具。报道了一种反射式超快宽带红外泵浦-太赫兹探测系统的研制。采用GaSe作为非线性晶体，利用双输出光参量放大器产生中红外脉冲。该装置能够在1.2 $μ$ m至15 $μ$ m及以上的波长范围内泵浦散装材料，并在不同温度下检测THz探针反射电场的细微瞬态光致变化。作为示范，我们提出了15 $μ$ m泵浦-太赫兹探测测量散装EuSbTe $_{3}$单晶。可以清楚地分辨反射的THz电场中的$0.5\%$瞬态变化。这种宽调谐的抽运能量可用于模式选择激发实验，并可应用于许多强关联电子系统。
2017-10-09 physics.ins-det physics.optics
Coherence specific signal detection via chiral pump-probe spectroscopy
我们研究瞬态圆二色光谱（TRCD）作为一种技术，调查签名的激子相干动力学结构振动环境的影响下。我们考虑一个泵浦探测配置与线性偏振泵浦和圆偏振探头，与一个可变的角度$θ$之间的两个方向的传播。在我们的理论形式主义的信号分解手性和非手性的门口和窗口函数。使用这种形式主义，我们表明，手征门口的组成部分，在人口的时间内跳动，可以通过比较信号与不同值的$θ$隔离。与大多数时间分辨泵浦-探测光谱一样，整体TRCD响应显示出激发态和基态动力学的特征。然而，我们表明，手征门口功能只有一个弱的基态的贡献，这通常可以忽略不计，如果使用脉冲泵浦脉冲。这些结果表明，在脉冲极限的光TRCD的泵浦-探测配置有可能明确地探测激发态的量子相干性跳动。我们提出了一个例子二聚体系统中的理论信号的数值结果。
2016-04-28 physics.chem-ph physics.optics
Experimental Evidence for Inhomogeneous-Pumping and Energy-Dependent Effects in Photon Bose-Einstein Condensation
光在室温下在光泵，染料填充的微腔中热化类似于在耗散存在下的非相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚的模型系统。我们已经通过实验研究了这种不寻常的光状态的一些稳态特性，并发现了与现有理论描述不匹配的特征。我们已经看到，凝聚的临界泵浦功率取决于泵浦光束的几何形状，较小的泵浦光束较低。远低于阈值，腔内光子数和热化光子云大小都取决于泵浦光束大小，当泵浦光束匹配热化云大小时，具有最佳耦合。我们还注意到，冷凝的临界泵浦功率取决于腔截止波长和纵模数，这表明依赖于能量的热化和损耗机制是重要的。
2014-10-24 cond-mat.quant-gas physics.optics
Tunable optical parametric generator based on the pump spatial walk-off
提出了一种新型的光学参量发生器（OPG），其中一束下转换光沿泵浦光的坡印廷矢量自发产生。结果，由于高转换效率，所产生的光束（信号和闲频）是明亮的，由于坡印廷矢量的优选方向，空间上接近单模，在宽波长范围内可调谐，并且是宽带的。这两个光束在频率和每个脉冲的光子数上也是相关的。此外，由于它们的热统计，这些光束可以用作泵浦，以有效地产生其他非线性过程。
2015-11-09 physics.optics quant-ph
High-contrast dark resonance on the D2 - line of 87Rb in a vapor cell with different directions of the pump - probe waves
我们提出了一种新的方法，使创建一个高对比度的暗共振在87 Rb蒸汽D2线。该方法是基于一个光学泵浦原子的工作状态的双频，线偏振激光辐射垂直于探测场传播。与传统的只考虑圆偏振探测光的方案相比，新方案的暗共振参数有了明显的改善，数值计算证实了新方案的定性考虑。
2005-03-31 physics.optics
Theory of pump-probe experiments of metallic metamaterials coupled to the gain medium
我们建立了一种新的方法来模拟金属异向介质与增益材料的耦合。理解异向介质与增益介质的耦合机制是非常重要的。利用一个四能级增益系统，研究了金属开口环谐振器（SRR）阵列的光放大特性。我们发现增益衬底顶部的SRRs的微分透射率ΔT/T可以为负，而增益衬底本身的微分透射率ΔT/T为正。这些模拟结果与泵浦探测实验结果一致，可以帮助设计新的实验来补偿超材料的损耗。
2012-03-28 physics.optics
Optimization of gain in traveling-wave optical parametric amplifiers by tuning the offset between pump- and signal-waist locations
我们目前的实验演示和建模的相敏光参量放大器的优化，通过调整沿传播方向的泵浦和信号光束腰之间的相对位置。在最佳位置处，泵浦光束在信号光束之后聚焦，并且这种从共位腰部的偏离随着泵浦功率的增加而增加。这种优化导致放大器的实测去放大响应的超过3.dB的改善。
2013-03-01 physics.optics
Beyond intensity modulation: new approaches to pump-probe microscopy
泵浦-探测显微术是一种新兴的基于高重复频率激光和快速强度调制的非线性成像技术。在这里，我们提出了新的泵浦-探测显微镜的方法，保持光束强度恒定，而不是调制脉冲间的时间延迟，相对偏振，或脉冲长度。这些技术可以改善具有不良散热或长寿命辐射状态的样品的图像质量，并且可以选择性地解决样品中的非线性相互作用。我们实验证明了这种方法，并指出传统的强度调制的优点。
2020-12-18 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph physics.optics
Pump-probe Dark-field X-ray Microscopy
在先进光子源（APS）上利用纳秒激光脉冲和混合模式X射线探测脉冲进行了泵浦-探测暗场X射线显微术（DFXM）实验。我们观察到的热衰减，由于激光诱导的热扩散在锗单晶，这符合理论预测。单脉冲DFXM成像与激光泵浦X射线探针方法相结合，可以揭示热应变的形成和由激光诱导晶格变形产生的声波的传播。这将开辟一个新的途径，材料研究激光诱导的动力学现象在固体在亚纳秒的时间尺度。
2022-11-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Efficient parametric generation in a nonlinear photonic crystal pumped by a dual beam
我们研究了六角极化非线性光子晶体中的参量下转换，采用与非线性光栅周期性相匹配的横向调制的双泵浦。这种共振配置的一个独特的特点是，这两个泵同时产生光子对整个分支的模式，通过准相位匹配与两个基本向量的倒易晶格的非线性。因此，这些模式的参量增益相干地取决于两个泵浦振幅的总和，并且可以通过改变它们的相对强度和相位来控制。我们发现，一个显着的提高源转换效率，可比的一维极化晶体，可以实现由双对称泵。我们还展示了如何通过改变双泵浦参数来调整共振时共享模之间的四模耦合。
2019-09-02 physics.optics quant-ph
Noninvasive identification of carbon-based black pigments with pump-probe microscopy
本文提出利用泵浦-探测显微镜无损区分四种常见碳基黑色颜料，并验证其在纯颜料、黑色混合颜料及黑彩混合颜料中的鉴别能力，同时揭示了名义均匀颜料中存在可用的微观异质性。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Ultrafast Electron Temperature Dynamics in Spintronic Terahertz Emitters Studied by Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy
针对自旋电子太赫兹发射器（STEs）受光损伤阈值限制的问题，本文利用光泵浦太赫兹探测光谱在皮秒尺度测量其电子温度动力学，通过双温模型提取动态温度，为改善热管理、研究累积加热效应提供了方法。
2025-08-20 physics.optics
Improving signal-to-noise ratios in pump-probe spectroscopy on light-sensitive samples by adapting pulse repetition rates
本研究通过系统调节泵浦/探测能量、平均注量和重复频率，在限制固体薄膜光损伤的同时最大化超快光声测量的SNR，并提出依材料损伤机制优化实验的策略。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Giant Narrowband Twin-Beam Generation along the Pump Energy Propagation
由群速度和相速度之差引起的走离效应限制了非线性光学相互作用的效率。虽然横向离散可以通过适当的介质工程来消除，但纵向离散难以避免。特别地，经由脉冲参量下转换（PDC）和四波混频（FWM）的超快双光束生成仅在短晶体或光纤中或在双路径方案中是可能的。在这里，我们表明，在高增益PDC中，可以克服这两种效应的破坏性作用，甚至把它们变成有用的工具，用于塑造发射。在我们的实验中，孪生光束中的一束沿泵浦坡印廷矢量发射或其群速度与泵浦相匹配。结果是显著增强了两个双光束的产生，同时使角谱和频谱变窄。这种效应将使超快双光子和光束在腔，波导和回音壁模式谐振器中有效地产生。
2014-12-16 physics.optics quant-ph
Pump-induced terahertz anisotropy in bilayer graphene
我们研究了强线偏振面内太赫兹场作用下掺杂双层石墨烯的带内非线性动力学。我们在低温（12 K）下对掺杂双层石墨烯进行了3.4 THz场的简并泵浦-探测实验，发现当泵浦光与探测光共偏振时，差分泵浦-探测信号几乎是交叉偏振情况下的两倍。我们表明，这种泵引起的各向异性的起源是在探测方向上的平均电子有效质量的差异时，由泵平行或垂直于探测极化的方向在k空间中的载流子被移位。我们使用一个简单的半经典模型和玻尔兹曼方程模拟的电子动力学与唯象散射的系统模型，并找到良好的定性与实验结果一致。
2022-01-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chirped seeded free-electron lasers: self-standing light sources for two-colour pump-probe experiments
我们证明了在一个新的动力学制度，它可以被利用来执行双色泵浦探测实验中的真空紫外/X射线域，使用的自由电子激光发射既作为一个泵和作为一个探针，运行单通自由电子激光的可能性。所研究的制度是通过触发自由电子激光过程与强大的激光脉冲，携带一个显着的和可调的频率啁啾。因此，发射的光最终被分成两个子脉冲，其光谱和时间间隔可以独立控制。我们提供了一个理论描述这种现象，这是在FERMI@Elettra自由电子激光上进行的实验，发现在很好的协议。
2012-08-09 physics.acc-ph physics.optics
On the fly control of high harmonic generation using a structured pump beam
高次谐波产生（HHG）是一种极端非线性的频率上转换过程，在此过程中，在非常短的波长下发出非常短的持续时间的光脉冲。HHG的一个主要问题是在单发射极水平下的小转换效率。因此，确保不同位置的发射同相发射至关重要。在高泵浦强度下，在不恢复到介质或泵浦场本身的有序调制的情况下，不可能对辐射进行相位匹配，这种技术称为准相位匹配（QPM）。迄今为止，已证明的HHG的QPM技术通常是复杂的和/或缺乏可调性。在这里，我们实验证明了一个相对简单的，高度和容易调谐的QPM技术，通过使用一个结构化的泵浦光制成的不同的空间光学模式的干涉。通过这种技术，我们展示了在飞行中，可调准相位匹配的谐波阶数25至39高达30倍的发射增强。
2017-01-03 physics.optics
Hybrid CO$\mathrm{_2}$-Ti:sapphire laser with tunable pulse duration for mid-infrared-pump terahertz-probe spectroscopy
具有强中红外和太赫兹脉冲的超快光激发已经成为动态控制材料的新工具。由于大多数实验都是用飞秒脉冲激发，固体中大多数光致现象的典型寿命只有几皮秒。然而，许多科学应用需要更长的驱动脉冲和寿命。在这里，我们描述了一个中红外泵浦太赫兹探测设置的基础上的CO $\mathrm{_2}$激光播种10.6 $\mathrmμ$ m波长的脉冲从光参量放大器，本身泵浦的Ti：Al $\mathrm{_2}$ O $\mathrm{_3}$激光。种子CO $\mathrm{_2}$激光器的输出产生纳秒持续时间的高功率脉冲，其与飞秒激光器同步。因此，这些脉冲可以通过用飞秒种子激光脉冲的复制品照射的等离子体反射镜切割它们的前边缘和后边缘来调谐脉冲持续时间。实现了从5 ps到1.3 ns的可变脉冲长度，并用于中红外泵浦，太赫兹探测实验，探测脉冲由飞秒激光器产生和电光采样。
2020-11-23 physics.optics
Approximations used in the analysis of signals in pump-probe spectroscopy
在泵浦-探测光谱学中，经常需要分析电磁波通过光泵浦介质的透射或反射。在这里，通常的做法是近似分析，以提取介质的光学常数的非平衡值。集中在光泵浦太赫兹探测光谱，并使用传输矩阵的方法，我们提出了一个一般的方法来评估最常见的近似的适用性。有些令人惊讶的是，我们发现，这些近似是真正有效的，只有在极端情况下，样品的光学厚度是几个数量级小于或大于探测波长。
2019-02-22 physics.data-an physics.optics
Dual-grating single-shot pump-probe technique
本文提出一种仅使用两个商业光栅的双光栅单发泵浦-探测技术，实现约95.58 ps的大时间窗口空间编码，克服了阶梯编码的相位差问题，并成功用于研究ZnSe和吲哚鎓方酸菁的超快动态过程。
2024-06-01 physics.app-ph physics.optics
Quasi-nondegenerate pump-probe magnetooptical experiment in GaAs/AlGaAs heterostructure based on spectral filtration
我们报道了一种准非简并泵浦探测技术，它是基于飞秒激光脉冲的光谱过滤的一对相互光谱分离的干涉滤波器。这种节省成本和空间的方法甚至可以用于泵浦-探测显微镜，其中泵浦和探测脉冲的共线传播由显微镜物镜的利用决定。这种技术解决了从探测光束中有效去除泵浦光子的矛盾要求，以实现良好的信噪比，同时需要激发和探测的光谱接近，这对于许多材料系统的磁光研究是必不可少的。重要的是，100 fs长激光脉冲的光谱过滤不会显著影响所得的时间分辨率，其保持远低于500 fs。我们证明了这种技术的实用性，在空间和时间分辨的自旋敏感的磁光克尔效应（MOKE）实验中的GaAs/AlGaAs异质结构，在接近MOKE共振的波长的电子的光注入后，形成一个高迁移率的自旋系统。特别是，我们研究了电荷相关（反射率）和自旋相关（MOKE）信号的时间和空间演化。我们发现，它们以类似但不完全相同的方式演变，我们归因于GaAs中的几个电子多体效应的相互作用。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
On the possibility of developing quasi-cw high-power high-pressure laser on 4p-4s transition of ArI with electron beam - optical pumping: quenching of 4s (3P2) lower laser level
本文提出了一种新的电子束光学方法，用于准连续泵浦高气压大体积He-Ar激光，获得波长为912.5nm的4p[1/2]1 - 4s[3/2]2氩原子跃迁。它包括通过快电子束在增益介质中产生和维持所需的4 s [3/2]2亚稳态密度，随后通过使用激光二极管的经典三能级方案光学泵浦上激光能级。本文用吸收探针法研究了电子束激发的低氩含量的高压He-Ar混合气体中Ar ~* 亚稳态的碰撞猝灭。首次测量了Ar ~*+He+ Ar-Ar ~ 2 ~*+He（3.6 ± 0.4）× 10 ~（-33）cm ~（-6）/s，Ar ~*+2 He-HeAr ~*+He（4.4 ± 0.9）× 10 ~（-36）cm ~（-6）/s和Ar ~*+ He产物+He（2.4 ± 0.3）× 10 ~（-15）cm ~（-6）/s等离子体化学反应的速率常数。
2017-07-06 physics.optics
Two-color pump-probe interferometry of ultra-fast light-matter interaction
双色侧视图探测光-物质相互作用的紧密聚焦飞秒激光泵浦脉冲的微小焦点体积揭示了高0.9微米的光学分辨率和约20 fs的时间分辨率在泵浦和探测脉冲之间的重合的电荷动力学。使用两种颜色对于探测具有不同密度的光学激发等离子体区域是有利的。全息数字聚焦和空间滤波的实施，以获得相同的分辨率的图像，随后的傅里叶分析。时间常数~150 fs的快速电子去除得到解决，并与自陷一致。讨论了深亚波长分辨率光致缺陷定位的光学控制的潜在应用。
2017-06-12 physics.app-ph physics.optics
Contrast mechanisms in pump-probe microscopy of melanin
基于侵袭性癌症使黑色素结构分解的假设，已经提出了肿瘤中黑色素的泵-探针显微镜来改善恶性黑色素瘤的诊断。然而，黑色素的测量信号是多个非线性过程的复杂叠加，这使得解释具有挑战性。在测量和数据拟合期间的偏振控制用于将黑色素的信号分解成其潜在的分子机制。然后，我们确定的分子机制，是最容易黑色素解聚，并得出假着色方案，突出这些过程中的生物组织。我们示范性地证明了一小组黑色素瘤肿瘤的假彩色图像与临床问题相关。更一般地说，我们的系统的方法分解泵浦探测信号可以应用于许多不同的样品。
2022-07-01 physics.med-ph physics.optics
Noisy pulses enhance temporal resolution in pump-probe spectroscopy
量子动力学的时间分辨测量是基于受控事件（例如泵浦和探测脉冲）的可用性，这些事件的持续时间比要观察的动力学过程的典型演化时间尺度短。在这里，我们介绍了噪声增强泵浦探测光谱的概念，允许测量的动态显着短于平均脉冲持续时间，利用随机变化，部分相干光场组成的聚束色噪声。结果表明，统计波动场可以优于超过10倍的频率稳定的字段，具有重要意义的时间分辨泵浦探测实验在X射线自由电子激光（FELs），并在一般情况下，在时间分辨率的前沿测量（例如阿秒光谱）。作为一个应用实例，该概念被用来解释最近的实验观察到的振动波包运动的氘分子离子的时间尺度短于平均脉冲持续时间。
2012-01-24 physics.atm-clus physics.optics
Visible pump -- mid infrared pump -- broadband probe: development and characterization of a three-pulse setup for single-shot ultrafast spectroscopy at 50 kHz
我们在这里报告的实验装置进行三脉冲泵浦探测测量在一个宽的波长和温度范围。通过结合两个泵浦脉冲在可见光（650-900 nm）和中红外（5-20 $μ$ m）的范围内，与宽带超连续白光探头，我们的设备，使两个组合的选择性激发不同的材料自由度和完整的时间依赖性重建的非平衡介电函数的样品。我们在这里描述的光学设置，低温样品环境和定制的采集电子能够参考单脉冲检测宽带光谱的最大重复频率为50 kHz，实现了10 $^{-4}$的顺序的灵敏度超过1秒的积分时间。我们证明了该装置的性能，通过报告数据的中红外泵浦，光推和宽带探测在单晶的Bi $_2$ Sr $_2$ Y $_{0.08}$ Ca $_{0.92}$ Cu $_2$ O $_{8+δ}$在超导和赝能隙阶段。
2020-06-05 cond-mat.supr-con physics.chem-ph physics.ins-det
Filtering Noise in Time and Frequency Domain for Ultrafast Pump-Probe Performed Using Low Repetition Rate Lasers
光学泵浦探测光谱是一种强有力的工具，可以直接探测材料中的载流子动力学，分辨率可达亚飞秒。为了进行这种测量，在保持对样品的泵浦引起的扰动尽可能小的同时，必须具有高信噪比的检测方案。当使用高重复频率激光器作为光脉冲源时，利用基于锁定放大器的相敏检测容易实现如此高的信噪比。然而，当低重复率激光器用于测量时，这种基于锁定放大器的方法不能很好地工作。在本文中，一个敏感的检测方案，结合boxcar的优点，抑制噪声在时域和锁定放大器，隔离信号在频域进行泵浦-探测测量使用低重复率激光系统的建议和实验证明。提出了一个理论模型来解释信号检测的过程，并提出了一种减小探测脉冲中脉冲间能量波动的方法。通过在不同探测条件下的泵浦探测实验，给出了获得低噪声瞬态吸收信号所需的最佳条件。所报道的技术不限于泵浦探测测量，并且可以容易地修改以适合于低重复率下的其他灵敏测量。
2020-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Electron-induced state conversion in diamond NV centers measured with pump-probe cathodoluminescence spectroscopy
金刚石中的氮空位（NV）中心是可靠的单光子发射体，在量子技术和计量学中具有应用。已知NV中心有两种电荷状态：NV $^0$和NV $^-$，后者由于其长的电子自旋相干时间而被主要研究。因此，控制NV中心的电荷状态是必不可少的。然而，理解不同状态之间的动态仍然具有挑战性。这里，示出了由于电子诱导载流子产生而从NV $^-$到NV $^0$的转换。首次提出了用电子脉冲作泵浦，激光脉冲作探测，制备和读出NV态的超快泵浦-探测阴极发光光谱。用考虑载流子动力学（0.8 ns）、NV $^0$自发发射（20 ns）和NV $^0$ $\rightarrow$ NV $^-$反向转移（500 ms）的模型解释实验数据。结果提供了新的见解的NV $^-$ $\leftrightarrow$ NV $^0$转换动力学，并到使用泵探测阴极发光作为纳米级NV表征工具。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz amplification and lasing in pump-probe experiments with hyperbolic polaritons in h-BN
本文从Floquet光学材料与光子时间晶体视角研究hBN中约25 THz泵浦诱导的极化激元态，揭示2 THz处光放大与参量不稳定性，并阐明其频率范围受泵浦强度和薄板厚度调控，为太赫兹非线性增强与实际应用提供新途径。
2024-02-23 physics.optics
Precise measurement of the Kerr coefficient using phase-sensitive pump-probe hyperspectral imaging
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
该研究提出一种相敏感泵浦-探测超光谱成像技术，用于精确测量光学Kerr系数，通过扫描泵浦光束获取复值超光谱图像，并与Z-scan方法对比验证，考虑了拉曼贡献的非线性效应，讨论了精度改进前景。
2026-07-24 physics.optics
Femtosecond Pump-Probe Studies of Reduced Graphene Oxide Thin Films
利用超快泵浦-探测光谱技术研究了还原氧化石墨烯薄膜中光生载流子的动力学行为。在9 ~ 300 K的温度范围内测量了随时间变化的差分透射率。在每个样品温度和探针延迟下，差分传输的符号保持为正。观察到一个快速的热载流子的能量弛豫，并被发现是独立的样品温度。我们的实验表明，还原氧化石墨烯中的载流子动力学与其他类型的石墨烯相似，并且差分传输是由载流子的相态填充引起的。
2010-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Non-destructive Three-dimensional Imaging of Artificially Degraded CdS Paints by Pump-probe Microscopy
本文利用泵浦-探测显微镜对人工老化的CdS颜料进行非破坏性三维成像，揭示了颗粒尺寸对降解程度的影响，并证明该方法可在肉眼可见变化前检测CdS向CdSO4·xH2O转化的早期降解。
2023-10-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Extracting double-quantum coherence in two-dimensional electronic spectroscopy under pump-probe geometry
针对泵浦-探测型 2DES 难以测量双量子相干的问题，提出早到探测脉冲、相位循环与因果性增强处理相结合的提取方法，并在铷原子中观测到两体偶极相互作用共振。
2024-03-01 physics.optics quant-ph
Detection of excited state absorption cross-section of porphyrin through cw and femto-second laser pump-probe technique
报道了利用双波长泵浦-探测技术直接探测激发态吸收截面。此外，我们使用卟啉复合物分子（卟啉衍生物，例如5，10，15，20-meso-tetrakis phenyl porphyrin（H2 TPP）、5，10，15，20- meso-tetrakis（4-hydroxyphenyl）porphyrin（H2 TPP（OH）4））进行了实验证明。使用761 nm波长的连续激光作为泵浦，以维持激发态布居。利用中心波长约为800 nm、脉冲宽度为130 fs、重复频率为1 kHz的飞秒探测脉冲，对导致透射率变化的激发态布居变化进行了监测。由于激发态布居的透射率的变化建模使用速率方程的方法。作为注量的函数，讨论了吸收对透射脉冲形状的影响。测得H_2TPP和H_2TPP（OH）_4掺杂的硼酸玻璃（BAG）薄膜的激发态吸收截面分别为4.9 × 10 ~（-18）cm ~ 2和1.2 × 10 ~（-17）cm ~ 2。
2019-03-05 physics.optics
