低重复频率激光超快泵浦-探测的时域与频域噪声滤波

光学泵浦-探测光谱学是一种直接探测材料中载流子动力学、分辨率达亚飞秒量级的强有力工具。在进行此类测量时，为使泵浦对样品的扰动尽可能小，具备高信噪比的检测方案至关重要。当使用高重复频率激光器作为光脉冲源时，基于锁相放大器的相敏检测很容易实现高信噪比。然而，当测量使用低重复频率激光器时，这种基于锁相放大器的方法效果不佳。本文提出并实验演示了一种灵敏检测方案，该方案结合了在时域抑制噪声的 boxcar 与在频域分离信号的锁相放大器两者的优势，用于低重复频率激光系统的泵浦-探测测量。给出了阐释信号检测过程的理论模型以及降低探测脉冲中脉冲间能量起伏的方法。通过在不同检测条件下进行泵浦-探测测量，给出了获取低噪声瞬态吸收信号所需的最优条件。所报道的技术不限于泵浦-探测测量，并可轻易修改以适用于其他低重复频率下的灵敏测量。