(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210446995.9 (22)申请日 2022.04.26 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市新港西路13 5号 (72)发明人 王凯　朱峰　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 刘思言 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱 测量系统及方法 (57)摘要 本申请公开了一种基于双光频梳的相干反 斯托克斯拉曼光谱测量系统及方法， 本申请通过 调节第一脉冲发射模块或第二脉冲发射模块的 光频梳重复频率参数， 使 得第一脉冲发射模块与 第二脉冲发射模块的光频梳重复频率差值不超 过重复频率差阈值， 通过选定合适的双光频梳重 复频率参数范围， 增强光谱采集的信噪比， 然后 通过光电探测元件检测到一定强度的非共振四 波混频背景时， 向光谱采集模块发出信号采集触 发指令， 使得光谱采集模块当接收到信号采集触 发指令后， 经过预设的等待时间， 待四波混频背 景光信号减弱后， 再采集脉冲激光的光谱信号， 解决了现有的相干反斯托克斯拉曼光谱测量因 非共振四波混频干扰导致光谱数据采集、 测量困 难的技术问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114755216 A 2022.07.15 CN 114755216 A 1.一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统， 其特征在于， 包括： 双光频 梳脉冲光源、 分束镜组、 凸透 镜组、 第一 光电探测元件、 滤波片以及光谱 采集模块； 所述双光频梳脉冲光源包括： 第一脉冲发射模块、 第二脉冲发射模块以及频率调节模 块， 其中， 所述第一脉冲发射模块与第二脉冲发射模块均用于按照各自的光频梳重复频率 参数发射脉冲激光， 所述频率调节模块被配置为： 根据预设的重复频率差阈值， 调节所述第 一脉冲发射模块或所述第二脉冲发射模块的光频梳重复频率参数， 使得所述第一脉冲发射 模块与所述第二脉冲发射模块的光频梳 重复频率差值 不超过所述重复频率差阈值； 所述分束镜组用于调整所述双光频梳脉冲光源输出的激光光路， 使得所述双光频梳脉 冲光源输出 的两路脉冲激光交汇， 然后分别与所述光谱采集模块、 所述第一光电探测元件 光路连接； 所述凸透镜组与所述滤波片依次设置在脉冲激光交汇点至所述光谱采集模块之间的 光路上， 其中， 所述凸透镜组包括： 两个间隔设置的凸透镜镜片， 所述两个凸透镜镜片之间 用于放置样品； 所述第一光电探测元件的第一数据通信端口与所述光谱采集模块的第一数据通信端 口通信连接， 其中， 所述第一光电探测元件被配置为： 当接收到的脉冲激光 强度达到预设强 度阈值时， 则向所述光谱采集模块 发出信号采集触发指 令， 所述光谱采集模块被配置为： 当 接收到所述信号采集触发指令后， 经 过预设的等待时间后， 采集所述脉冲激光的光谱信号。 2.根据权利要求1所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统， 其 特征在于， 所述第一脉冲发射模块为飞秒脉冲发射模块， 所述第二脉冲发射模块为皮秒脉 冲发射模块。 3.根据权利要求1所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统， 其 特征在于， 所述 等待时间具体不低于1 μs。 4.根据权利要求1所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统， 其 特征在于， 所述 光谱采集模块具体包括： 第二 光电探测元件或光谱仪 。 5.根据权利要求4所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统， 其 特征在于， 当所述 光谱采集模块 为第二光电探测元件时， 所述滤波片具体为 窄带滤波片。 6.一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统的控制方法， 应用于如权利 要求1至5任意一项 所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统， 其特征 在于， 所述控制方法包括： 双光频梳脉冲光源中的频率调节模块根据 预设的重复频率差 阈值， 调节第 一脉冲发射 模块或第二脉冲发射模块的光频梳重复频率参数， 使得所述第一脉冲发射模块与所述第二 脉冲发射模块的光频梳 重复频率差值 不超过所述重复频率差阈值； 所述双光频梳脉冲光源中的第一脉冲发射模块与第二脉冲发射模块按照各自的光频 梳重复频率 参数发射脉冲激光； 当第一光电探测元件接收到的脉冲激光强度达到预设强度阈值 时， 所述第 一光电探测 元件向所述 光谱采集模块发出信号采集触发指令； 当光谱采集模块接收到所述信号采集触发指令后， 所述光谱采集模块在经过预设的等 待时间后， 采集所述脉冲激光的光谱信号。 7.根据权利要求6所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统的控权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114755216 A 2制方法， 其特征在于， 所述第一脉冲发射模块为 飞秒脉冲发射模块， 所述第二脉冲发射模块 为皮秒脉冲发射模块。 8.根据权利要求6所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统的控 制方法， 其特 征在于， 所述 等待时间具体不低于1 μs。 9.根据权利要求6所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统的控 制方法， 其特 征在于， 所述 光谱采集模块具体包括： 第二 光电探测元件或光谱仪 。 10.根据权利要求9所述的一种基于双光频梳的相干反斯托克斯拉曼光谱测量系统的 控制方法， 其特征在于， 当所述光谱采集模块为第二光电探测元件时， 滤波片具体为窄带滤 波片。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114755216 A 3