申请/专利权人：清华大学

申请日：2018-01-26

公开（公告）日：2021-01-12

公开（公告）号：CN110082296B

主分类号：G01N21/25(20060101)

分类号：G01N21/25(20060101);G01N21/65(20060101);G01N21/01(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.12#授权;2019.08.27#实质审查的生效;2019.08.02#公开

摘要：本发明涉及一种光信号测量系统，该系统包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置；光输出装置，用于向延迟线装置输出飞秒红外光和皮秒可见光，以及向待测样品输出拉曼光；延迟线装置，用于调整皮秒可见光的光程，以使飞秒红外光和调整后的皮秒可见光之间的光程差等于0，并将飞秒红外光和调整后的皮秒可见光同时输出至待测样品表面；第一光反射装置，用于将经待测样品反射得到的拉曼光信号反射至信号收集装置；第二光反射装置，用于将经待测样品表面反射得到的和频光信号反射至信号收集装置。当用上述系统测量样品信息时，不仅可以得到样品内部信息，还可以得到样品表界面的信息，从而提高了测量效率。

主权项：1.一种光信号测量系统，其特征在于，包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置；所述光输出装置，用于向所述延迟线装置输出飞秒红外光和皮秒可见光，以及向待测样品输出拉曼光；所述延迟线装置，用于调整所述皮秒可见光的光程，以使所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光之间的光程差等于0，并将所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光同时输出至待测样品表面；所述第一光反射装置，用于将经所述待测样品反射得到的拉曼光信号反射至所述信号收集装置；其中，所述拉曼光信号携带所述待测样品内部的结构信息；所述第二光反射装置，用于将经所述待测样品表面反射得到的和频光信号反射至所述信号收集装置；其中，所述和频光信号携带所述待测样品的表界面结构信息或者所述待测界面与其他对象接触时的接触界面的结构信息；所述光信号测量系统还包括：面包板、半反射镜以及显微成像装置，所述面包板垂直固定在放置待测样品的样品台上，所述半反射镜可拆卸的固定在所述面包板上；所述半反射镜，用于将白光光源发出的白光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品表面反射的显微光信号透射再反射至所述显微成像装置。

全文数据：光信号测量系统技术领域本发明涉及光谱测量技术领域，特别是涉及一种光信号测量系统。背景技术随着激光技术的不断发展，光谱测量系统得到了前所未有的完善和提升，采用光谱测量系统测量样品的相关信息成为业内的主流技术。其中，直接采用光谱测量系统测量样品时，可以得到该样品内部的原子和电子云结构，当将上述光谱测量系统耦合到微纳实验测量设备中，可以得到样品的分子表界面或者界面的信息，该界面为该样品与其他物体接触时的接触界面。传统技术中，当需要获取样品内部以及样品表面或者界面的信息时，需要先采用光谱检测系统检测样品内部的信息，然后将该光谱检测系统与微纳实验测量设备耦合连接，再次测量样品表面或者界面的信息，从而得到样品内部以及样品表面或者界面的信息。但是，上述方法在样品信息检测过程中，需要来回切换测量系统，其测量效率较低，且测量的光谱信号比较单一。发明内容基于此，本发明实施例提供一种光信号测量系统，用以解决传统技术中在检测样品信息时需要来回切换测量系统，其测量效率较低，且测量的光谱信号比较单一的技术问题。本发明实施例提供一种光信号测量系统，光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置；所述光输出装置，用于向所述延迟线装置输出飞秒红外光和皮秒可见光，以及向待测样品输出拉曼光；所述延迟线装置，用于调整所述皮秒可见光的光程，以使所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光之间的光程差等于0，并将所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光同时输出至待测样品表面；所述第一光反射装置，用于将经所述待测样品反射得到的拉曼光信号反射至所述信号收集装置；其中，所述拉曼光信号携带所述待测样品内部的结构信息；所述第二光反射装置，用于将经所述待测样品表面反射得到的和频光信号反射至所述信号收集装置；其中，所述和频光信号携带所述待测样品的表界面结构信息或者所述待测界面与其他对象接触时的接触界面的结构信息。在其中一个实施例中，所述延迟线装置为位移台、第一反射单元、第二反射单元，所述位移台包括底座和设置在所述底座的导轨上的可移动支架，所述可移动支架上设置有第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜与所述第二反射镜，形成180°反转光路，用于调整所述皮秒可见光的光程，以使所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光之间的光程差等于0；所述第一反射单元，用于将所述飞秒红外光反射至所述待测样品表面；所述第二反射单元，用于将所述调整后的皮秒可见光输出反射至所述待测样品表面。在其中一个实施例中，所述第一反射单元包括第三反射镜和第四反射镜；所述第三反射镜，用于将所述飞秒红外光反射至所述第四反射镜；所述第四反射镜，用于将来自于所述第三反射镜所反射的所述飞秒红外光反射至所述待测样品表面。在其中一个实施例中，所述第二反射单元包括第五反射镜和第六反射镜；所述第五反射镜，用于将所述调整后的皮秒可见光输出反射至所述第六反射镜；所述第六反射镜，用于将来自于所述第五反射镜的所述调整后的皮秒可见光反射至所述待测样品表面。在其中一个实施例中，所述第一光反射装置包括：第三反射单元和第四反射单元；所述第三反射单元，用于将所述光输出装置输出的拉曼光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品反射后的拉曼光信号反射至所述第四反射单元；所述第四反射单元，用于将所述拉曼光信号反射至所述信号收集装置。在其中一个实施例中，所述第三反射单元包括：第七反射镜、分束镜和第八反射镜；所述第七反射镜，用于将所述光输出装置输出的拉曼光反射至所述分束镜；所述分束镜，用于将来自于所述第七反射镜的拉曼光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品反射后的拉曼光信号透射至所述第八反射镜；所述第八反射镜，用于将所述拉曼光信号反射至所述第四反射单元。在其中一个实施例中，所述第二光反射装置包括：第九反射镜和第十反射镜；所述第九反射镜，用于将来自于所述待测样品表面反射得到的和频光信号反射至第十反射镜；所述第十反射镜，用于将所述和频光信号反射至所述信号收集装置。在其中一个实施例中，所述信号收集装置包括：第一光谱仪、第二光谱仪、半波片和偏振分束器；所述偏振分束器，用于将所述拉曼光信号中的p偏振光信号输出至所述第一光谱仪，以及用于将所述和频光信号中的p偏振光信号输出至所述第二光谱仪；所述半波片，用于将所述拉曼光信号和所述和频光信号中的s偏振光信号转换为p偏振光信号后，输出至所述偏振分束器。在其中一个实施例中，所述光信号测量系统还包括：面包板、半反射镜以及显微成像装置，所述面包板垂直固定在放置待测样品的样品台上，所述半反射镜可拆卸的固定在所述面包板上；所述半反射镜，用于将白光光源发出的白光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品表面反射的显微光信号透射再反射至所述显微成像装置。在其中一个实施例中，所述光信号测量系统还包括：设置在所述半反射镜一侧的第十一反射镜；所述第十一反射镜，用于将所述白光光源发出的白光反射至所述半反射镜。在其中一个实施例中，所述光输出装置包括：激光产生模块、分光模块；所述激光产生模块，用于产生初始激光；所述分光模块，用于将所述初始激光进行分光，得到所述飞秒红外光、所述皮秒可见光和所述拉曼光。本发明提供的光信号测量系统，该系统包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置，首先通过光输出装置输出三束光，其中飞秒红外光和皮秒可见光输出至延迟线装置，拉曼光直接输出至待测样品；然后通过延迟线装置调整皮秒可见光光程，以使调整后的皮秒可见光与飞秒红外光的光程差为0，并将调整后的皮秒可见光和飞秒红外光同时输出至待测样品表面，然后通过第二光反射装置经从待测样品表面反射出的和频光信号反射至信号收集装置；另外，由光输出装置输出的拉曼光输出至待测样品，通过第一光反射装置将经待测样品反射出的拉曼光信号反射至信号收集装置。也就是说，本实施例中，信号收集装置可以直接收集到待测样品内部的结构信息，以及待测样品的表界面结构信息或者待测样品与其他对象接触时的接触界面的结构信息，采用本实施例提供的光信号测量系统对待测样品进行检测时，无需来回切换测量系统，其大大提高了待测样品的检测效率，并且，所采集的拉曼光信号和和频光信号的光谱不同，其提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性。附图说明图1为一个实施例提供的光信号测量系统的结程示意图；图2为一个实施例提供的光信号测量系统中延迟线装置的结构示意图；图3为一个实施例提供的光信号测量系统中延迟线装置和第二光反射装置的结构示意图；图4为一个实施例提供的光信号测量系统中第一光反射装置的结构示意图；图5为一个实施例提供的信号测量装置的结构示意图；图6为另一个实施例提供的光信号测量系统的结构示意图；图7为另一个实施例提供的光信号测量系统的结程示意图；图7a为一个实施例提供的4f脉冲整形系统结构示意图。附图标记说明：101：皮秒可见光；102：飞秒红外光；103：拉曼光；104：调整后的皮秒可见光；105：拉曼光信号；106：和频光信号；111：光输出装置；112：延迟线装置；113：第一光反射装置；114：第二光反射装置；115：信号收集装置；211：位移台；201：底座；202：可移动支架；221：第一反射镜；222：第二反射镜；203：第一反射单元；204：第二反射单元；212：待测样品；231：第三反射镜；232：第四反射镜；241：第五反射镜；242：第六反射镜；301:第九反射镜；302:第十反射镜；401：第三反射单元；402：第四反射单元；411：第七反射镜；412：分束镜；413：第八反射镜；511：第一光谱仪；512：第二光谱仪502：半波片；503：偏振分束器；601：面包板；602：半反射镜；603：显微成像装置；604：白光；605：第十一反射镜；606：显微光信号；607：样品台；701：激光产生模块；715：种子光；716：泵浦光；702：分光模块；711：初始激光；712：振荡级脉冲激光器；713：激光器泵浦源；714：放大级激光器；731：激光参量放大器；732：变频混频器；724：狭缝；733：4f脉冲整形系统；721：分光系统；722：平面反射镜；723：柱透镜；735：二次谐波带宽压缩装置；725：光栅；726：滤波片。具体实施方式本实施例提供的光信号测量系统，可以用于检测样品内部的原子和电子云结构，还可以检测样品表界面处分子的信息，该界面为样品与其他物体接触时的接触界面，可以是固体与固体样品接触的界面、也可以是固体与液体样品接触的界面、还可以是汽体与液体样品接触的界面。本实施例提供的光信号检测系统，不仅可以检测样品表界面分子结构信息，还可以检测样品与其他物体接触时的界面信息，以及样品内部分子的结构信息。传统技术中，当需要测量样品内部的原子和电子云的结构，可以直接采用光谱测量系统，当需要得到样品的分子表面或者样品与其他物体接触时的界面信息时，则需要把光谱测量系统耦合到微纳实验测量设备中。但是，当需要获取样品内部以及样品表面或者界面的信息时，采用传统技术需要来回切换测量系统，从而使得测量效率较低。本发明提供的光信号测量系统旨在解决传统技术的如上技术问题。为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。图1为一个实施例提供的光信号测量系统的结构示意图。如图1所示，该光信号检测系统包括：光输出装置111、延迟线装置112、第一光反射装置113、第二光反射装置114和信号收集装置115；所述光输出装置111，用于向所述延迟线装置112输出飞秒红外光102和皮秒可见光101，以及向待测样品212输出拉曼光103；所述延迟线装置112，用于调整所述皮秒可见光101的光程，以使所述飞秒红外光102和调整后的皮秒可见光104之间的光程差等于0，并将所述飞秒红外光102和调整后的皮秒可见光104同时输出至待测样品212表面；所述第一光反射装置113，用于将经所述待测样品212反射得到的拉曼光信号105反射至所述信号收集装置115；其中，所述拉曼光信号105携带所述待测样品212内部的结构信息；所述第二光反射装置114，用于将经所述待测样品212表面反射得到的和频光信号106反射至所述信号收集装置115；其中，所述和频光信号106携带所述待测样品212的表界面结构信息或者所述待测样品与其他对象接触时的接触界面的结构信息。具体的，本实施例所提供的光信号检测系统包括光输出装置111、延迟线装置112、第一光反射装置113、第二光反射装置114和信号收集装置115，其中，光输出装置111作为提供皮秒可见光101、飞秒红外光102、拉曼光103的激光源，可选的，光输出装置111输出的三束光可以分别由三台激光器分别输出，也可以是由一台激光器输出，经过相应地处理，得到光信号检测实验所需的三束光：一束皮秒可见光101、一束飞秒红外光102、一束拉曼光103。需要说明的是，本实施例对光输出装置111输出的三束光的激光器并不做限定，只要该激光器能输出光信号检测实验所需的三束光即可。其中，光输出装置111输出的一束皮秒可见光101、一束飞秒红外光102、一束拉曼光103，其中皮秒可见光101和飞秒红外光102输出到延迟线装置112，通过延迟线装置112调整皮秒可见光101的光程，以使飞秒红外光102和调整后的皮秒可见光104同时输出至待测样品212表面，经待测样品212反射可以得到和频光信号106，该和频光信号106可以通过第二光反射装置114反射至信号收集装置115。另外，上述光输出装置111输出的拉曼光103可以直接输出到待测样品212，经待测样品反射后得到的拉曼光信号105携带了待测样品212内部的结构信息，该拉曼光信号105可以通过上述第一光反射装置113反射至信号收集装置115。可选的，上述待测样品212可以是固体待测样品，也可以是液体待测样品，还可以是气体待测样品，本实施例对该待测样品212的类型不做限定。可选的，该待测样品212内部的结构信息可以是固体待测样品内部的原子和电子云结构信息，也可以是液体待测样品内部的原子和电子云结构信息，还可以是气体待测样品内部的原子和电子云结构信息。需要说明的是，在实际搭建的光路中，通过光输出装置111输出的三束光，其中皮秒可见光101的光程较短，然而飞秒红外光102的光程较长，只有当皮秒可见光101和飞秒红外光102同时输出至待测样品212表面时，才能经待测样品212表面反射得到和频光信号106，因此为了得到待测样品212的和频光信号，则需要调整皮秒可见光101和飞秒红外光102的光程差，本实施例中通过延迟线装置112调整皮秒可见光101的光程，以使飞秒红外光102和调整后的皮秒可见光104的光程差为0，并同时输出至待测样品212表面，进而得到从待测样品212表面反射出的和频光信号106。该和频光信号106携带有待测样品212的表界面结构信息或者待测样品与其他对象接触时的接触界面的结构信息。可选的，该待测样品212的表界面结构信息中的“表界面结构”可以是固体待测样品的表界面结构，也可以是液体待测样品的表界面结构。可选的，该待测样品212与其他对象接触时的接触界面的结构信息中的“其他对象”可以是固体样品，也可以液体样品，还可以是气体样品。可选的，第一光反射装置113可以包括一个反射镜或者多个反射镜，或者还可以包括其他能够用来反射光的器件，本实施例对此并不做限定，只要第一光反射装置113能够将经所述待测样品212反射得到的和频光信号106反射至信号收集装置115即可。可选的，第二光反射装置114可以包括一个反射镜或者多个反射镜，或者还可以包括其他能够用来反射光的器件，本实施例对此并不做限定，只要第二光反射装置114能够将经所述待测样品212反射得到的拉曼光信号105反射至信号收集装置115即可。其中，拉曼光信号105携带有待测样品212内部的结构信息。由上述描述可知，经过上述光输出装置111、延迟线装置112、第一光反射装置113、第二光反射装置114的作用，信号收集装置115可以收集到拉曼光信号105和和频光信号106，即信号收集装置115可以直接收集到待测样品212内部的结构信息，以及待测样品212的表界面结构信息或者待测样品212与其他对象接触时的接触界面的结构信息。也就是说，采用本实施例提供的光信号测量系统对待测样品212进行检测时，无需来回切换测量系统，其大大提高了待测样品212的检测效率，并且，所采集的拉曼光信号105和和频光信号106的光谱不同，其提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性。本实施例提供的光信号测量系统，包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置，首先通过光输出装置输出三束光，其中飞秒红外光和皮秒可见光输出至延迟线装置，拉曼光直接输出至待测样品；然后通过延迟线装置调整皮秒可见光光程，以使调整后的皮秒可见光与飞秒红外光的光程差为0，并将调整后的皮秒可见光和飞秒红外光同时输出至待测样品表面，然后通过第二光反射装置经从待测样品表面反射出的和频光信号反射至信号收集装置；另外，由光输出装置输出的拉曼光输出至待测样品，通过第一光反射装置将经待测样品反射出的拉曼光信号反射至信号收集装置。也就是说，本实施例中，信号收集装置可以直接收集到待测样品内部的结构信息，以及待测样品的表界面结构信息或者待测样品与其他对象接触时的接触界面的结构信息，采用本实施例提供的光信号测量系统对待测样品进行检测时，无需来回切换测量系统，其大大提高了待测样品的检测效率，并且，所采集的拉曼光信号和和频光信号的光谱不同，其提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性。图2为一个实施例提供的光信号测量系统中延迟线装置的结构示意图。如图2所示，在上述图1所示实施例的基础上，上述延迟线装置包括：位移台211、第一反射单元203、第二反射单元204，所述位移台211包括底座201和设置在所述底座201的导轨上的可移动支架202，所述可移动支架202上设置有第一反射镜221和第二反射镜222；所述第一反射镜221与所述第二反射镜222，形成180°反转光路，用于调整所述皮秒可见光101的光程，以使所述飞秒红外光102和调整后的皮秒可见光104之间的光程差等于0；所述第一反射单元203，用于将所述飞秒红外光102反射至所述待测样品212表面；所述第二反射单元204，用于将所述调整后的皮秒可见光104输出反射至所述待测样品212表面。具体的，本实施例中，延迟线装置112包括位移台211、第一反射单元203和第二反射单元204，由上述光输出装置111输出的皮秒可见光101通过上述延迟线装置112调整上述皮秒可见光101的光程。可选的，位移台211可以是手动位移台，也可以是自动位移台。上述位移台211包括底座201和可移动支架202，上述底座201上有导轨，上述可移动支架202设置在上述底座201的导轨上，上述可移动支架202上设置有第一反射镜221和第二反射镜222。第一反射镜221与第二反射镜222之间的夹角为90°，其构成了一个180°的反转光路，将来自于光输出装置111的皮秒可见光101经第一反射镜221反射至第二反射镜222，然后从第二反射镜222反射出的皮秒可见光101的方向正好与进入第一反射镜221的皮秒可见光101的方向相反，皮秒可见光101经过上述第一反射镜221和第二反射镜222的调整，其光程相应的变长，从而使调整后的皮秒可见光104和飞秒红外光102的光程差为0。在第一反射单元203的作用下，来自于光输出装置111的飞秒红外光102可以被反射至待测样品212表面，在第二反射单元204的作用下，上述调整后的皮秒可见光104可以被输出反射至待测样品212表面。因此，该飞秒红外光102和调整后的皮秒可见光104经待测样品212的表面反射后，可以得到上述和频光信号106。可选的，上述底座201的形状可以是方块形，也可以是圆柱形，还可以是条形，本实施例对底座201和可移动支架202的形状不做限定，只要可移动支架202能沿着底座201上的导轨移动即可。第一反射镜221和第二反射镜222可以是根据测量需求固定在上述可移动支架202上。可选的，上述第一反射单元203可以包括一个反射镜或者多个反射镜，或者还可以包括其他能够反射光的器件，上述第二反射单元204可以包括一个反射镜或者多个反射镜，或者还可以包括其他能够反射光的器件，本实施例对此并不做限定，只要第一反射单元203和第二反射单元204能够将相应的光输出反射至待测样品212表面即可。本实施例提供的光信号测量系统，该系统包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置。其中该系统中的延迟线装置包括：位移台、第一反射单元、第二反射单元。本实施例通过延迟线装置中的位移台上的第一反射镜和第二反射镜构成的180°的反转光路，调整皮秒可见光的光程，以使调整后的皮秒可见光和飞秒红外光的光程差为0，其中，飞秒红外光通过第一反射单元反射至待测样品表面，调整后的皮秒可见光通过第二反射单元反射至待测样品表面，经待测样品的表面反射后，可以得到上述和频光信号，进而使得光信号测量系统可以采集到待测样品的表界面结构信息或者待测样品与其他对象接触时的接触界面的结构信息，同时基于上述第一光反射装置的作用，光信号测量系统也可以得到待测样品的内部结构信息。也就是说，采用本实施例提供的光信号测量系统对待测样品进行检测时，无需来回切换测量系统，其大大提高了待测样品的检测效率；同时，本实施例中的延迟线装置结构简单，进一步提高了和频光信号的获取效率。图3为一个实施例提供的光信号测量系统中延迟线装置和第二光反射装置的结构示意图。如图3所示，在上述图2所示实施例的基础上，可选的，上述第一反射单元203包括第三反射镜231和第四反射镜232；所述第三反射镜231，用于将所述飞秒红外光102反射至所述第四反射镜232；所述第四反射镜232，用于将来自于所述第三反射镜231所反射的所述飞秒红外光102反射至所述待测样品212表面。可选的，上述第二反射单元204包括第五反射镜241和第六反射镜242；所述第五反射镜241，用于将所述调整后的皮秒可见光104输出反射至所述第六反射镜242；所述第六反射镜242，用于将来自于所述第五反射镜241的所述调整后的皮秒可见光104反射至所述待测样品212表面。另外，如图3所示，可选的，上述第二光反射装置114可以包括：第九反射镜301和第十反射镜302；所述第九反射镜301，用于将来自于所述待测样品212表面反射得到的和频光信号106反射至第十反射镜302；所述第十反射镜302，用于将所述和频光信号106反射至所述信号收集装置115。具体的，本实施例中，第一反射单元203包括两个反射镜，即第三反射镜231和第四反射镜232，第三反射镜231将来自于光输出装置111的飞秒红外光102反射至第四反射镜232，进而通过第四反射镜232反射，从而将经第四反射镜232反射出的飞秒红外光102反射至待测样品212表面。第二反射单元204包括两个反射镜，即第五反射镜241和第六反射镜242，第五反射镜241将来自于经位移台211调整后的皮秒可见光104反射至第六反射镜242，进而通过第六反射镜242反射，从而将经第六反射镜242反射出的调整后的皮秒可见光104反射至待测样品212表面。另外，第二光反射装置114包括两个反射镜，即第九反射镜301和第十反射镜302，第九反射镜301用于将从待测样品表面212反射出的和频光信号106反射至第十反射镜302，进而将从第十反射镜302反射出的和频光信号106反射至信号收集装置115。本实施例中，通过第一反射单元和第二反射单元设置的反射镜，将经延迟线装置调整后的皮秒可见光和飞秒红外光同时反射至待测样品表面，通过第一反射单元和第二反射单元中的反射镜，可以更好的改变光路方向，方便光信号测量系统的使用，并且其结构简单，提高了光信号测量系统获取和频光信号的效率。另外，本实施例通过第二光反射装置中的两个反射镜，可以更好的控制光信号的方向，进而更好地方便信号收集装置收集和频光信号，使得光信号测量系统能够迅速的检测出待测样品表界面或者接触界面的信息，进一步提高了光信号测量系统检测待测样品的效率。图4为一个实施例提供的光信号测量系统中第一光反射装置的结构示意图。如图4所示，在上述任一所示实施例的基础上，可选的，所述第一光反射装置113包括：第三反射单元401和第四反射单元402；所述第三反射单元401，用于将所述光输出装置111输出的拉曼光103反射至所述待测样品212表面，并将来自于所述待测样品212反射后的拉曼光信号105反射至所述第四反射单元402；所述第四反射单元402，用于将所述拉曼光信号105反射至所述信号收集装置115。可选的，上述第三反射单元401包括：第七反射镜411、分束镜412和第八反射镜413；所述第七反射镜411，用于将所述光输出装置111输出的拉曼光103反射至所述分束镜412；所述分束镜412，用于将来自于所述第七反射镜411的拉曼光103反射至所述待测样品212表面，并将来自于所述待测样品212反射后的拉曼光信号105透射至所述第八反射镜413；所述第八反射镜413，用于将所述拉曼光信号105反射至所述第四反射单元402。具体的，第一光反射装置113包括第三反射单元401和第四反射单元402，第三反射单元401用于将来自光输出装置111输出的拉曼光103反射至待测样品212表面，第四反射单元402用于将经待测样品212反射后的拉曼光信号105反射至信号收集装置115。可选的，第三反射单元401可以包括一个反射镜或者多个反射镜，或者也可以包括一个分束镜或者多个分束镜，或者还可以多个反射镜或者多个分束镜，本实施例对此并不做限定，只要第三反射单元113能将光输出装置111输出的拉曼光103反射至所述待测样品212表面即可，上述图4所示的第三反射单元401的结构仅是一种示例。可选的，第四反射单元402可以包括一个反射镜或者多个反射镜，或者还可以包括其他能够用来反射光的器件，本实施例对此并不做限定，只要第四反射单元402能将所述拉曼光信号105反射至所述信号收集装置115即可。上述图4所示的第四反射单元402的结构仅是一种示例。继续以上述图4为例，上述第三反射单元401包括两个反射镜和一个分束镜，即第七反射镜411、分束镜412和第八反射镜413；第七反射镜411将光输出装置111输出的拉曼光103反射至分束镜412，然后将拉曼光103经分束镜412反射至待测样品212，从待测样品212反射出的拉曼光信号105经过分束镜412的透射至第八反射镜413。第四反射单元402将经第八反射镜413反射出的拉曼光信号105反射至第四反射单元402。可选的，上述分束镜412可以是半透半反分束镜，也可以是其它分束镜，只要能反射光且透射光信号即可。本实施例中，通过第一光反射装置中设置的第三反射单元和第四反射单元，第三反射单元将光输出装置输出的拉曼光反射至所述待测样品表面，并将来自于待测样品反射后的拉曼光信号反射至第四反射单元，然后通过第四反射单元将拉曼光信号反射至所述信号收集装置，其中，通过第三反射单元和第四反射单元的反射，可以更好的改变光路方向，方便光信号测量系统的使用，并且其结构简单，提高了光信号测量系统获取拉曼光信号的效率。另外，本实施例通过第三反射单元和第四反射单元设置的反射镜和分束镜，可以更好的控制光信号的方向，进而更好地方便信号收集装置收集拉曼光信号，使得光信号测量系统能够迅速的检测出待测样品内部结构信息，进一步提高了光信号测量系统检测待测样品的效率。图5为一个实施例提供的信号收集装置的结构示意图。如图5所示，在上述任一所示实施例的基础上，可选的，所述信号收集装置115包括：第一光谱仪511、第二光谱仪512、半波片502和偏振分束器503；所述偏振分束器503，用于将所述拉曼光信号105中的p偏振光信号输出至所述第一光谱仪511，以及用于将所述和频光信号106中的p偏振光信号输出至所述第二光谱仪512；所述半波片502，用于将所述拉曼光信号105和所述和频光信号106中的s偏振光信号转换为p偏振光信号后，输出至所述偏振分束器503。具体的，在图5的本实施例中，上述第一光谱仪511和第二光谱仪512可以是电子倍增电荷耦合元件Electron-MultiplyingCharge-coupledDevice，EMCCD探测器式光谱仪，也可以是便携式光谱仪，还可以是手持式的光谱仪；上述半波片502是二分之一波片，该半波片502的材质可以是水晶制作的半波片，也可以是石英玻璃制作的半波片，本实施例对半波片502的材质并不做限定，只要该半波片502具有双折射性质即可。上述偏振分束器503也是偏振分光棱镜Polarizationbeamsplitter，PBS，能把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光。其中p偏振光可以完全通过偏振分束器，而s偏振光则以45°角被偏振分束器反射，因此本实施例采用半波片502将s偏振光转换为p偏振光后可以完全通过偏振分束器503。需要说明的是，上述拉曼光信号105包括拉曼光p偏振信号和拉曼光s偏振信号，和频光信号106包括和频光p偏振信号和和频光s偏振信号。上述第一光谱仪511可以接收拉曼光p偏振光信号和拉曼光s偏振光信号，上述第二光谱仪512可以接收和频光p偏振信号和和频光s偏振信号。因此，在实际操作时，可以通过调整半波片502和偏振分束器503之间的角度来来使得拉曼光p偏振信号、拉曼光s偏振信号、和频光p偏振信号、和频光s偏振信号均通过偏振分束器，从而被相应的光谱仪接收到。具体为：当半波片502快轴与偏振分束器503平行时，拉曼光p偏振信号以及和频光p偏振信号可以通过偏振分束器503，分别到达第一光谱仪511和第二光谱仪512，此时第一光谱仪511就可以接收到拉曼光信号105中原本是p偏振方向的信号，第二光谱仪512就可以接收到和频光信号106中原本是p偏振方向的信号。但是由于拉曼光信号105不仅包括拉曼光p偏振信号，也包括拉曼光s偏振信号，和频光信号106不仅包括和频光p偏振信号，也包括和频光s偏振信号，因此为了让上述第一光谱仪511接收到拉曼光信号中的拉曼光s偏振信号，以及为了让第二光谱仪512接收到和频光信号中的和频光s偏振信号，则将上述半波片502旋转45°，此时拉曼光s偏振信号的偏振方向转换为p偏振方向，进而通过偏振分束器503到达第一光谱仪511，并且，和频光s偏振信号的偏振方向转换为p偏振方向，进而通过偏振分束器503到达第二光谱仪512。基于上述过程，第一光谱仪511可以得到完整的拉曼光信号105，第二光谱仪512可以得到完整的和频光信号106。本实施例中，通过在信号收集装置中光信号进入光谱仪前设置的半波片和偏振分束器，通过调整半波片和偏振分束器角度，因而可以使第一光谱仪检测的都是拉曼光p偏振光信号，第二光谱仪检测的都是和频光p偏振光信号，从而保证了第一光谱仪不仅可以检测完整的拉曼光信号，第二光谱仪不仅可以检测完整的和频光信号，还可以避免第一光谱仪和第二光谱仪对不同偏振光信号的响应差别不同带来的对真实信号的扭曲，进一步提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性，且测量的光谱信号的信息更加精确。图6为另一个实施例提供的光信号测量系统的结构示意图。如图6所示，在上述任一所示实施例的基础上，上述光信号测量系统还包括：面包板601、半反射镜602以及显微成像装置603，所述面包板601垂直固定在放置待测样品212的样品台607上，所述半反射镜602可拆卸的固定在所述面包板601上；所述半反射镜602，用于将白光光源发出的白光604反射至所述待测样品212表面，并将来自于所述待测样品212表面反射的显微光信号606透射再反射至所述显微成像装置603；可选的，上述光信号测量系统还包括：设置在所述半反射镜602一侧的第十一反射镜605；所述第十一反射镜605，用于将所述白光光源发出的白光604反射至所述半反射镜602。具体的，本实施例中，上述半反射镜602可以反射光或者光信号，也可以透射光或者光信号，上述显微成像装置603可以是显微镜，也可以是电荷耦合元件Charge-coupleddevice，CCD图像传感器,还可以是其它显微成像装置。需要说明的是，本实施例中对白光光源不做限定，只要能产生显微成像实验所需的白光604即可。该白光604可以由一台白光台灯产生，也可以由红光、蓝光和黄光三原色混合而成。可选的，上述白光光源发出的白光604可以直接反射到上述半反射镜602上，也可以通过光路中加入的第十一反射镜605反射至半反射镜602上，本实施例中对从白光光源发出的白光604反射至半反射镜602上的具体方式不做限定。其中，通过白光光源发出的白光604反射至半反射镜602上，白光604经过半反射镜602反射至待测样品212，经待测样品212反射可以得到显微光信号606，该显微光信号606经过半反射镜602的透射及反射，最后进入至显微成像装置603。该显微光信号606携带有待测样品212的样品表面宏观结构信息，从而可以观测待测样品212的形貌信息。为了更好的理解本实施例提供的光信号测量系统，现结合图1和图6对光信号测量系统的整体工作原理进行介绍，其中包括了上述拉曼光信号105和和频光信号106的光路：首先通过光输出装置111输出三束光，一束皮秒可见光101、一束飞秒红外光102、一束拉曼光103，然后通过延迟线装置112调整皮秒可见光101的光程，以使调整后的皮秒可见光104的光程和飞秒红外光102的光程差为0，并将调整后的皮秒可见光104通过第五反射镜241反射至第六反射镜242，第六反射镜242将调整后的皮秒可见光104进一步反射至待测样品212表面；将飞秒红外光102通过第三反射镜231反射至第四反射镜232，第四反射镜232将飞秒红外光102进一步反射至待测样品212表面；经待测样品212的表面反射后，可以得到和频光信号106，并将和频光信号106反射至第九反射镜301，经第九反射镜301进一步反射至第十反射镜302，然后经第十反射镜302反射至信号收集装置115。需要说明的是，图6中的第三反射镜231、第四反射镜232、第五反射镜241和第六反射镜242属于图1中的延迟线装置112，图6中的第九反射镜301和第十反射镜302属于图1中的第二光反射装置114。由光输出装置111输出的拉曼光103通过第七反射镜411反射至分束镜412，经分束镜412反射至待测样品212，经待测样品212的反射后，可以得到拉曼光信号105，并将拉曼光信号105反射至分束镜412，经分束镜412透射至第八反射镜413，然后经第八反射镜413反射至第四反射单元402，通过第四反射单元402反射至信号收集装置115。需要说明的是，图6中的分束镜412、第八反射镜413和第四反射单元402属于图1中的第一光反射装置113。通过白光光源发出的白光604反射至第十一反射镜605，经第十一反射镜605反射至半反射镜602，经半反射镜602反射至待测样品212，经待测样品212的反射后，可以得到显微光信号606，将经待测样品212的反射后的显微光信号606透射至半反射镜602，然后经半反射镜602反射至显微成像装置603。需要说明的是，当面包板601上的半反射镜602移入光信号测量系统时，可以利用显微成像装置603检测样品的显微光信号606；当面包板601上的半反射镜602移出光信号测量系统时，可以利用信号收集装置115检测样品的拉曼光信号105。在光信号测量系统和频光信号106可以一直通过信号收集装置115收集检测。本实施例中，当半反射镜移入光信号测量系统时，可以利用显微成像装置收集待测样品的显微光信号，当半反射镜移出光信号测量系统时，可以利用信号收集装置收集样品的拉曼光信号，无论半反射镜移入光信号测量系统还是移出光信号测量系统，待测样品的和频光信号信息可以一直通过信号收集装置收集。通过本实施例中光信号测量系统，不仅可以检测待测样品的内部结构信息，也可以检测样品的表界面的结构信息，还可以检测待测样品的表面宏观结构信息，采用本实施例提供的光信号测量系统对待测样品进行检测时，无需来回切换测量系统，其大大提高了待测样品的检测效率，并且，所采集的拉曼光信号、和频光信号和显微光信号的光谱不同，其进一步提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性。图7为另一个实施例提供的光信号测量系统的结程示意图。如图7所示，在上述任一所示实施例的基础上，可选的，上述光输出装置111包括：激光产生模块701、分光模块702；所述激光产生模块701，用于产生初始激光711；所述分光模块702，用于将所述初始激光711进行分光，得到所述飞秒红外光102、所述皮秒可见光101和所述拉曼光103。具体的，本实施例中，上述激光产生模块701中的激光器可以是飞秒激光器，也可以是半导体激光器，还可以是自由电子激光器，本实施例对激光产生模块701中的激光器类型不做限定。上述激光产生模块701产生的初始激光711，经过分光模块702中的分光系统721，将上述初始激光711分成三束激光，分别用于产生飞秒红外光102、皮秒可见光101和拉曼光103。下述将以大功率的飞秒激光器作为激光产生模块701中产生初始激光711的激光器为例示出。可选的，上述飞秒激光器产生初始激光711需要一束种子光715和一束泵浦光716，种子光715由振荡级脉冲激光器712产生，泵浦光716由激光器泵浦源713产生，将种子光715与泵浦光716同时输入至放大级激光器714，种子光715与泵浦光716耦合，最终输出上述初始激光711。可选的，上述分光系统721可以是由多个反射镜和多个分束镜组成的分光系统721，本实施例对分光系统721类型不做限定，只要该分光系统721能将上述初始激光711分成光谱实验所需的三束激光即可，其中一束激光用于产生飞秒红外光102、一束激光用于产生皮秒可见光101、一束激光用于产生拉曼光103。可选的，上述3束激光中的一束激光经过激光参量放大器731后，可以得到同光路的两束频率相近的出射激光，这两束激光一起进入变频混频器732后，经过一个差频晶体，输出激光的频率为两入射激光的频率之差，则可以得到波长较长的红外光，通过电脑调节激光参量放大器731的输出波长，可以得到光谱实验所需的飞秒红外光102。可选的，上述3束激光中的一束激光经过4f脉冲整形系统733后，得到光谱实验所需的皮秒可见光101，其中，4f脉冲整形系统如图7a所示，该系统由光栅725、柱透镜723、平面反射镜722和狭缝724组成。光栅725将来自于飞秒激光器输出的初始激光711色散后，经过柱透镜723准直输出到平面反射镜722上，其中，狭缝724仅允许其中一小部分波长的光通过，从平面反射镜722反射出的光沿原路返回，从而实现了对飞秒激光脉冲的带宽压缩，进而得到光谱实验所需的皮秒可见光101。可选的，上述3束激光中的一束激光经过二次谐波带宽压缩装置735后，然后作为泵浦光716进入激光参量放大器731，得到两束频率相近的出射激光，然后通过滤波片726的选择透射，滤掉其中一束光，保留一束光作为光谱实验所需的拉曼光103。本实施例中，通过光输出装置111中的激光产生模块701产生初始激光711，由分光模块702将上述初始激光711进行分光，得到实验所需的飞秒红外光102、皮秒可见光101和拉曼光103。由于一般样品材料的光电二阶极化率系数极弱，所以只有提高入射光的能量才能获得可以观测的样品和频光信号，因而选择使用大功率飞秒激光器作为激光产生模块701中的激光器，从而可以测得更多样品的内部结构信息和样品的表界面的信息，并且，所采集的拉曼光信号105和和频光信号106的光谱不同，其提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性。本实施例提供的光信号测量系统，包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置，通过光输出装置中的激光产生模块产生初始激光，由分光模块将上述初始激光进行分光，得到实验所需的飞秒红外光、皮秒可见光和拉曼光。由于一般样品材料的光电二阶极化率系数极弱，所以只有提高入射光的能量才能获得可以观测的样品和频光信号，因而选择使用大功率飞秒激光器作为激光产生模块的激光器，从而可以测得样品的更多信息。采用本实施例提供的光信号测量系统对待测样品进行检测时，无需来回切换测量系统，其大大提高了待测样品的检测效率，且本实施例测量的待测样品的种类更加丰富，进一步提高了光信号测量系统测量的光谱信号的丰富性。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种光信号测量系统，其特征在于，包括：光输出装置、延迟线装置、第一光反射装置、第二光反射装置和信号收集装置；所述光输出装置，用于向所述延迟线装置输出飞秒红外光和皮秒可见光，以及向待测样品输出拉曼光；所述延迟线装置，用于调整所述皮秒可见光的光程，以使所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光之间的光程差等于0，并将所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光同时输出至待测样品表面；所述第一光反射装置，用于将经所述待测样品反射得到的拉曼光信号反射至所述信号收集装置；其中，所述拉曼光信号携带所述待测样品内部的结构信息；所述第二光反射装置，用于将经所述待测样品表面反射得到的和频光信号反射至所述信号收集装置；其中，所述和频光信号携带所述待测样品的表界面结构信息或者所述待测界面与其他对象接触时的接触界面的结构信息。2.根据权利要求1所述的光信号测量系统，其特征在于，所述延迟线装置为位移台、第一反射单元、第二反射单元，所述位移台包括底座和设置在所述底座的导轨上的可移动支架，所述可移动支架上设置有第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜与所述第二反射镜，形成180°反转光路，用于调整所述皮秒可见光的光程，以使所述飞秒红外光和调整后的皮秒可见光之间的光程差等于0；所述第一反射单元，用于将所述飞秒红外光反射至所述待测样品表面；所述第二反射单元，用于将所述调整后的皮秒可见光输出反射至所述待测样品表面。3.根据权利要求2所述的光信号测量系统，其特征在于，所述第一反射单元包括第三反射镜和第四反射镜；所述第三反射镜，用于将所述飞秒红外光反射至所述第四反射镜；所述第四反射镜，用于将来自于所述第三反射镜所反射的所述飞秒红外光反射至所述待测样品表面。4.根据权利要求2所述的光信号测量系统，其特征在于，所述第二反射单元包括第五反射镜和第六反射镜；所述第五反射镜，用于将所述调整后的皮秒可见光输出反射至所述第六反射镜；所述第六反射镜，用于将来自于所述第五反射镜的所述调整后的皮秒可见光反射至所述待测样品表面。5.根据权利要求1-4任一项所述的光信号测量系统，其特征在于，所述第一光反射装置包括：第三反射单元和第四反射单元；所述第三反射单元，用于将所述光输出装置输出的拉曼光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品反射后的拉曼光信号反射至所述第四反射单元；所述第四反射单元，用于将所述拉曼光信号反射至所述信号收集装置。6.根据权利要求5所述的光信号测量系统，其特征在于，所述第三反射单元包括：第七反射镜、分束镜和第八反射镜；所述第七反射镜，用于将所述光输出装置输出的拉曼光反射至所述分束镜；所述分束镜，用于将来自于所述第七反射镜的拉曼光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品反射后的拉曼光信号透射至所述第八反射镜；所述第八反射镜，用于将所述拉曼光信号反射至所述第四反射单元。7.根据权利要求1-4任一项所述的光信号测量系统，其特征在于，所述第二光反射装置包括：第九反射镜和第十反射镜；所述第九反射镜，用于将来自于所述待测样品表面反射得到的和频光信号反射至第十反射镜；所述第十反射镜，用于将所述和频光信号反射至所述信号收集装置。8.根据权利要求1-4任一项所述的光信号测量系统，其特征在于，所述信号收集装置包括：第一光谱仪、第二光谱仪、半波片和偏振分束器；所述偏振分束器，用于将所述拉曼光信号中的p偏振光信号输出至所述第一光谱仪，以及用于将所述和频光信号中的p偏振光信号输出至所述第二光谱仪；所述半波片，用于将所述拉曼光信号和所述和频光信号中的s偏振光信号转换为p偏振光信号后，输出至所述偏振分束器。9.根据权利要求1-4任一项所述的光信号测量系统，其特征在于，所述光信号测量系统还包括：面包板、半反射镜以及显微成像装置，所述面包板垂直固定在放置待测样品的样品台上，所述半反射镜可拆卸的固定在所述面包板上；所述半反射镜，用于将白光光源发出的白光反射至所述待测样品表面，并将来自于所述待测样品表面反射的显微光信号透射再反射至所述显微成像装置。10.根据权利要求9所述的光信号测量系统，其特征在于，所述光信号测量系统还包括：设置在所述半反射镜一侧的第十一反射镜；所述第十一反射镜，用于将所述白光光源发出的白光反射至所述半反射镜。11.根据权利要求1-4任一项所述的光信号测量系统，其特征在于，所述光输出装置包括：激光产生模块、分光模块；所述激光产生模块，用于产生初始激光；所述分光模块，用于将所述初始激光进行分光，得到所述飞秒红外光、所述皮秒可见光和所述拉曼光。

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