CN112505001B - 一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学测量技术领域，并具体公开了一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置及方法，包括飞秒激光器、非偏振分束器、飞秒脉冲泵浦模块和皮秒脉冲探测模块，飞秒激光器和非偏振分束器依次设置，飞秒激光器发出的激光经非偏振分束器分为两路飞秒脉冲激光；其中一路进入泵浦光路，由光束倍频单元倍频后，经机械快门得到单发飞秒脉冲，该单发飞秒脉冲入射到聚焦透镜，并聚焦于待测样品内部；另一路飞秒脉冲激光进入探测光路，由啁啾展宽单元展宽为线性啁啾皮秒脉冲，经成像透镜组引入待测样品，对激发区域放大后进入成像光谱仪，CCD相机采集成像光谱仪中图像。本发明可在单发脉冲内获取飞秒激光加载下透明材料内结构改性的时空演变过程。

Description

一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置及方法

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，更具体地，涉及一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置及方法。

背景技术

飞秒激光脉冲聚焦在透明材料内部时，由于极高的能量密度和超短的作用时间以及受限的作用空间，会在皮秒时间范围甚至飞秒时间范围内改变焦点区域材料结构与物理性质。由于其作用时间短，激光产生的热量还未来得及传输到材料晶格，加载就已经结束，因此不会影响焦点区域以外的材料，得益于此，飞秒激光广泛应用于微加工行业，特别是对于透明材料，在材料内部的精准定点微加工，使其广泛用于光波导、光存储以及光栅加工等领域。然而，由于飞秒激光的超短脉宽，其在材料内部激发的材料变化过程往往在皮秒尺度，现有探测相机的响应时间根本无法满足如此超快过程的探测。因此，为了进一步掌握飞秒激光对透明材料的作用机理及加工过程，对上述超快响应过程进行同步动态探测是十分必要的。

材料受激光激发后的结构及性能变化，最为典型的表征方法是离线显微测量，即通过光学显微镜、扫描电子显微镜等一些传统设备，对激光焦点区域进行静态观测，这种方法只能观测材料受到激发后最终的结构形态，无法探测到材料受到激发后结构变化的动态过程。因此，为了获取飞秒激光加载下透明材料超快动态响应过程，一系列探测方法被提了出来，但目前的探测主要基于两种方法。一种是基于光学阴影成像探测方法对脉冲激发区域成像，另一种是基于干涉测量方法。对于第一种探测方法，主要是通过CCD相机对某一延迟时间下飞秒脉冲激发区域进行成像，这种方法只能获取材料受激发后，其变化过程中的某一时刻的图像，如果要获取材料变化的整个过程，则需要不断调节光路延迟器件，移动样品并进行重复测量，以获取材料动态响应的整个变化过程。第二种干涉测量方法，也是基于第一种成像测量方法，通过增加参考光路以获取干涉条纹，后期求解材料受冲击后的物理参数信息。但是以上两种方法均是基于多发脉冲测量，对实验系统的稳定性要求高，极易引入系统误差，并且测量过程繁琐，测量周期长。显然，以上方法无法满足飞秒激光加工过程中对加工区域的实时原位测量。

因此，本领域亟待提出一种能够实时测量飞秒激光加载下透明材料内部结构动态响应的装置和方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置及方法，其目的在于，结合飞秒激光聚焦在透明材料内部时引起的结构变化特点，通过对泵浦光路和探测光路的设计，利用啁啾展宽技术将飞秒脉冲展宽为皮秒脉冲，随后通过皮秒脉冲对样品透射光强开展动态采集，结合线性啁啾脉冲频时映射关系，实现单脉冲飞秒激光加载下透明材料内部形态结构改变的动态表征。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，包括飞秒激光器、非偏振分束器、飞秒脉冲泵浦模块和皮秒脉冲探测模块，其中：

所述飞秒激光器和非偏振分束器依次设置，所述飞秒激光器发出的激光经非偏振分束器分为两路飞秒脉冲激光，该两路飞秒脉冲激光分别入射到飞秒脉冲泵浦模块和皮秒脉冲探测模块中；

所述飞秒脉冲泵浦模块包括依次设置的光束倍频单元、机械快门、反射镜和聚焦透镜，其共同组成泵浦光路；一路飞秒脉冲激光由光束倍频单元倍频后，经机械快门控制得到单发飞秒脉冲，该单发飞秒脉冲由所述反射镜改变方向入射到聚焦透镜，并由聚焦透镜聚焦于待测样品内部，对其进行激发；

所述皮秒脉冲探测模块包括依次设置的啁啾展宽单元、成像透镜组、成像光谱仪和CCD相机，其共同组成探测光路；另一路飞秒脉冲激光由啁啾展宽单元展宽为线性啁啾皮秒脉冲，然后经成像透镜组引入待测样品内部，对激发区域进行放大后进入成像光谱仪，CCD相机采集成像光谱仪中图像。

作为进一步优选的，还包括计算机控制模块，该计算机控制模块与所述机械快门、CCD相机相连，用于保证机械快门响应时，CCD相机同时采集图像。

作为进一步优选的，所述飞秒脉冲泵浦模块还包括光学延迟单元，该光学延迟单元位于光束倍频单元和机械快门之间，并与所述计算机控制模块连接，用于调节泵浦光路和探测光路之间的时间延迟。

作为进一步优选的，所述光学延迟单元包括同轴放置的第一屋脊反射镜和第二屋脊反射镜，所述第二屋脊反射镜置于线性位移台上，通过控制第二屋脊反射镜在线性位移台上的移动，改变泵浦光路的光程。

作为进一步优选的，所述非偏振分束器的透射、反射比为8:2，其将飞秒激光器发出的激光分为两路飞秒脉冲激光时，将80％的激光能量送入泵浦光路，将20％的激光能量送入探测光路。

作为进一步优选的，所述光束倍频单元包括依次设置的BBO倍频晶体和带通滤波器，所述BBO倍频晶体用于将飞秒脉冲激光倍频，所述带通滤波器用于过滤未被倍频的杂散光。

作为进一步优选的，所述成像透镜组包括分别设置在待测样品两侧的第一成像透镜和第二成像透镜，该第二成像透镜用于将样品内部激发区域放大后进入成像光谱仪狭缝，且第二成像透镜与待测样品、成像光谱仪狭缝间的距离满足近轴成像公式。

按照本发明的另一方面，提供了一种飞秒激光加载下透明材料动态测量方法，其采用上述装置实现，包括如下步骤：

S1、将泵浦光路和探测光路调节至同步，飞秒激光器发出的激光分为两路飞秒脉冲激光；一路飞秒脉冲激光作为泵浦光，经泵浦光路聚焦于待测样品内部，对待测样品内部进行激发，使激发区域发生快速变化；同时另一路飞秒脉冲激光经探测光路展宽为线性啁啾皮秒脉冲，其作为探测光引入待测样品内部，对激发区域进行放大，CCD相机对探测光图像进行采集，得到待测样品受激发时的透射光强矩阵I(x,λ)；

S2、将泵浦光路挡住，由探测光路进行探测，CCD相机再次进行图像采集，得到待测样品未受激发时的透射光强矩阵I₀(x,λ)；

S3、根据透射光强矩阵I(x,λ)、I₀(x,λ)，得到激发区域的透射光强矩阵I_s(x,λ)，进而根据时频映射关系，得到激发区域透射光强的时空演变矩阵I_s(x,t)，完成飞秒激光加载下的待测样品动态测量。

作为进一步优选的，开始测量前，在无待测样品的情况下，打开泵浦光路和探测光路，控制CCD相机采集探测光图像，观察探测光斑中心是否位于光谱图像中心位置，若是则开始测量，否则对第二成像透镜的角度进行调节，直至探测光斑中心位于光谱图像中心区域。

作为进一步优选的，将泵浦光路和探测光路调节至同步具体为：调节第二屋脊反射镜在线性位移台上的位置，以调节泵浦光路光程，当在CCD相机采集到的图像中观察到部分区域光强变化时，认为泵浦光路和探测光路已调节至同步。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明结合飞秒激光聚焦在透明材料内部时引起的结构变化特点，对泵浦光路和探测光路进行设计，基于飞秒脉冲啁啾展宽系统和成像光谱仪，可在单发脉冲内获取在飞秒激光加载下透明材料内部结构改性的时空演变过程，无需调节光路中的时间延迟单元来获取时间维度信息；同时，本发明所述的单发脉冲测量方法极大降低了系统误差。

2.本发明通过对泵浦光路的设计，相应的可以实现飞秒激光对透明材料内部的冲击加载，引起透明材料内部的结构变化；同时探测光路中通过对啁啾展宽单元的使用，相应的可以实现脉冲从飞秒到皮秒的转换，以实现材料内部响应过程的皮秒时间范围探测；通过泵浦光路模块中的光学延迟单元调节，可以实现样品内部飞秒脉冲泵浦和皮秒脉冲探测的同步性；最后通过成像光谱仪和CCD相机对样品内部冲击区域的探测信息进行光谱采集，获取空间和光谱维度的信息，相应的通过时频映射关系，获取具有空间分辨和时间分辨的形态结构动态变化过程。

3.本发明所述测量方法，单发脉冲冲击即可获取时间维度信息，无需调节光路中的光学延迟单元重复冲击来获取时间维度的信息，极大简化了操作，节省了测量时间。

4.本发明所述测量装置的时域测量范围具有可拓展性，调节啁啾展宽系统的参数，如调节线性啁啾脉冲的线性系数，可调节展宽后皮秒脉冲脉宽，获取不同的时域测量范围，这也使得本发明可适用于飞秒激光加载下不同响应时间的材料。

5.本发明所述测量装置的空间测量范围具有可拓展性，更换具有不同焦距的成像透镜组，可以对飞秒激光冲击区域进行不同倍数放大，因此也可获取不同的空间测量范围，这也使得本发明可适用于飞秒激光加载下不同结构变化尺寸的材料。

6.本发明所述透射式测量方法能够适用于多种透明材料样品的测量，如各种玻璃、蓝宝石及聚苯乙烯等透明材料。

附图说明

图1为本发明实施例飞秒激光加载下透明材料动态测量装置的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：10-飞秒激光器，20-非偏振分束器，30-光束倍频单元，31-BBO倍频晶体，32-带通滤波器，40-光学延迟单元，41-第一屋脊反射镜，42-第二屋脊反射镜，50-机械快门，60-反射镜，70-聚焦透镜，80-待测样品，90-飞秒脉冲啁啾展宽单元，100-成像透镜组，101-第一成像透镜，102-第二成像透镜，110-成像光谱仪，120-CCD相机，130-计算机控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例提供的一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，如图1所示，包括飞秒激光器10、非偏振分束器20、飞秒脉冲泵浦模块、皮秒脉冲探测模块和计算机控制模块130，其中：

所述飞秒激光器10和非偏振分束器20依次设置，所述飞秒激光器10发出的35fs脉冲激光经非偏振分束器20分为两路飞秒脉冲激光，该两路飞秒脉冲激光分别入射到飞秒脉冲泵浦模块和皮秒脉冲探测模块中。

所述飞秒脉冲泵浦模块包括依次设置的光束倍频单元30、光学延迟单元40、机械快门50、反射镜60和聚焦透镜70，其共同组成泵浦光路；一路飞秒脉冲激光(泵浦光)由光束倍频单元30倍频后，由光学延迟单元40调节泵浦光路的光程，然后飞秒脉冲激光经机械快门50控制得到单发飞秒脉冲，该单发飞秒脉冲由所述反射镜60改变方向入射到聚焦透镜70，并由聚焦透镜70聚焦于待测样品内部，对其进行激发。

所述皮秒脉冲探测模块包括依次设置的啁啾展宽单元90、成像透镜组100、成像光谱仪110和CCD相机120，其共同组成探测光路；另一路飞秒脉冲激光(探测光)由啁啾展宽单元90展宽为300ps线性啁啾皮秒脉冲，成像透镜组100将探测光引入样品内部，对激发区域进行放大一定倍数后进入成像光谱仪110狭缝；所述成像光谱仪110可探测光谱范围为780nm～820nm，可对携带样品信息的探测光进行色散，光谱仪位于样品80正后方，能够获取样品内部激发区域超快变化过程的光谱信息；所述CCD相机120与成像光谱仪110输出口相连接，CCD相机120用于捕捉成像光谱仪获取的光谱图像，记录光谱仪采集到的探测光信息，且成像光谱仪110和CCD相机120均与计算机控制模块130相连接。以此方式，飞秒激光泵浦光路和皮秒激光探测光路的光束同时经过样品，即在激发的同时开始测量，探测光经由样品透射后，进入光谱采集，以此获取样品激发区域超快变化的时空演变过程。

所述计算机控制模块130与所述机械快门50、CCD相机120相连，用于保证机械快门50响应时，CCD相机120同时采集图像。

进一步的，所述光束倍频单元30包括依次设置的BBO倍频晶体31和带通滤波器32，所述BBO倍频晶体31用于将飞秒脉冲激光倍频，所述带通滤波器32用于过滤未被倍频的杂散光；具体的，BBO倍频晶体将飞秒激光器输出波长800nm的飞秒脉冲转换为400nm波长的脉冲，随后经过一个带通滤波器32，过滤掉800nm波长杂散光。

进一步的，所述光学延迟单元40包括同轴放置的第一屋脊反射镜41和第二屋脊反射镜42，所述第二屋脊反射镜42置于线性位移台上，该光学延迟单元40与所述计算机控制模块130连接，通过控制第二屋脊反射镜42在线性位移台上的移动，改变泵浦光路的光程，从而调节泵浦光路和探测光路之间的时间延迟；所述样品台可进行上、下、左、右及0～360°方位调节。

进一步的，所述成像透镜组100包括分别设置在待测样品两侧的第一成像透镜101和第二成像透镜102，该第二成像透镜102用于将样品内部激发区域放大后进入成像光谱仪110狭缝，且第二成像透镜102与待测样品、成像光谱仪110狭缝间的距离满足近轴成像公式。

进一步的，所述非偏振分束器20为80:20(T:R)非偏振分束器，即其透射、反射比为8:2，其将飞秒激光器10发出的激光分为两路飞秒脉冲激光时，可将80％的激光能量送入泵浦光路，将20％的激光能量送入探测光路。

采用上述装置进行飞秒激光加载下透明材料动态测量时，具体包括如下步骤：

S1、开启飞秒激光器，成像光谱仪和CCD相机，打开计算机控制模块，所述飞秒激光器和CCD相机在开机后需要一定时间稳定和冷却。待飞秒激光器输出脉冲稳定后，调低其输出脉冲功率，以免损伤光路元器件，打开机械快门，打开成像光谱仪的入口狭缝，使其可以接收到光学信号。在无样品的情况下，计算机控制模块控制CCD相机采集探测光图像，确保探测光斑中心位于光谱图像中心位置，否则，微调节光路中第二成像透镜的角度，直至探测光斑中心位于光谱图像中心区域。

S2、关闭光谱仪入口狭缝，机械快门，以及飞秒激光器的输出口，将样品固定在样品台上，开启激光器输出口，设置激光器输出脉冲频率，机械快门开合响应时间以及CCD相机响应时间，以保证在快门开合时只通过一发脉冲。通过CCD相机与快门控制器的连接，快门开启的同时，触发CCD相机采集图像。调节激光器输出脉冲能量使其足以在材料内部引起结构变化，通过计算机控制模块控制机械快门开合，实现飞秒脉冲对样品的冲击以及光谱采集。

S3、准备完毕后，调节泵浦光路光程，即调节第二屋脊反射镜在线性位移台上的位置，保证飞秒泵浦脉冲和皮秒探测脉冲的同步性。由于冲击区域结构变化，其透射光强I_s和未受冲击区域的透射光强I_g会存在差异，因此，在采集到的图像中观察到部分区域光强变化时，即可认为光路调节同步。

S4、光路调节同步后，移动样品台，保证下一发脉冲冲击在样品内部一个未受扰动的位置。计算机控制模块控制机械快门开合和CCD相机触发，完成一次单发脉冲加载下透明材料内部结构变化的探测光谱采集，得到冲击区域结构空间维度和光谱维度的演变图谱，即待测样品受激发时的透射光强矩阵I(x,λ)。

S5、由于步骤S4获取的光谱是包含未受冲击区域的透明材料的透射光强矩阵I(x,λ)，由于受冲击区域尺寸只有微米量级，所获光谱的对比度和精度并不能满足要求；为了进一步获取冲击区域改性结构的透射光强，提高所获光谱信息的精度和对比度，需要去除该因素的影响。故将泵浦光路挡住，探测样品在未受到冲击时的透射光强矩阵I₀(x,λ)，对两次测量得到的透射光强矩阵进行做差处理，即I_s(x,λ)＝I(x,λ)-I₀(x,λ)，可去除未受冲击材料的透射光强的影响，得到受冲击区域的透射光强矩阵I_s(x,λ)。

S6、如前所述光谱采集模块获得的光谱包含空间维度和光谱维度的信息，由于探测光为线性啁啾脉冲，其角频率ω与时间t之间存在线性关系，因此可直接将时域上的探测光直接线性映射到频域，故通过时频映射关系，由透射光强矩阵I_s(x,λ)即可得到冲击区域透透射光强的时空演变矩阵I_s(x,t)。

进一步的，步骤S1中，成像透镜组中的第二成像透镜的焦距为f，f₁和f₂分别为所述第二成像透镜的物方距离和像方距离，实际探测光路中，样品内部泵浦脉冲冲击点到光谱仪狭缝的总光程为L，则有：

L＝f₁+f₂

进而根据近轴成像公式：

联系上述总光程L与物方距离f₁、像方距离f₂之间的关系，在最佳成像质量的要求下，可求解得到f₁和f₂，进一步可获取第二成像透镜的放大倍数m：

成像光谱仪和CCD的空间维度对应的实际距离为h，因此可以计算出光谱采集模块获取的光谱图中空间维度对应的区域直径尺寸为，

进一步的，步骤S6中，探测光为线性啁啾脉冲，可根据其时间与角频率的线性关系，将频域上的关系直接映射到时域，光谱上频域角频率为ω，初始角频率为ω₀，线性啁啾系数为a，所述线性关系为：

ω＝ω₀+at。

总体而言，本发明提供的测量装置基于飞秒脉冲啁啾展宽系统和成像光谱仪，可在单发脉冲内获取在飞秒激光加载下透明材料内部结构改性的时空演变过程，无需调节光路中的时间延迟单元进行重复冲击测量来获取时间维度信息，因此，相比于多发脉冲冲击探测实验，本发明所述的单发脉冲测量方法极大降低了系统误差，对样品的重复性要求也大大降低，省略了大量重复性操作，节省了测量时间。本发明所述测量装置具有可拓展性，比如通过调节啁啾展宽系统线性系数可以调节时域测量范围，更换成像透镜组的透镜焦距可以改变空间测量范围。此外，本发明提供的测量方法，可在此基础上进一步建立相关物理参数模型，获取冲击改性区域材料的物理信息。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，包括飞秒激光器(10)、非偏振分束器(20)、飞秒脉冲泵浦模块和皮秒脉冲探测模块，其中：

所述飞秒激光器(10)和非偏振分束器(20)依次设置，所述飞秒激光器(10)发出的激光经非偏振分束器(20)分为两路飞秒脉冲激光，该两路飞秒脉冲激光分别入射到飞秒脉冲泵浦模块和皮秒脉冲探测模块中；

所述飞秒脉冲泵浦模块包括依次设置的光束倍频单元(30)、机械快门(50)、反射镜(60)和聚焦透镜(70)，其共同组成泵浦光路；一路飞秒脉冲激光由光束倍频单元(30)倍频后，经机械快门(50)控制得到单发飞秒脉冲，该单发飞秒脉冲由所述反射镜(60)改变方向入射到聚焦透镜(70)，并由聚焦透镜(70)聚焦于待测样品内部，对其进行激发；

所述皮秒脉冲探测模块包括依次设置的啁啾展宽单元(90)、成像透镜组(100)、成像光谱仪(110)和CCD相机(120)，其共同组成探测光路；另一路飞秒脉冲激光由啁啾展宽单元(90)展宽为线性啁啾皮秒脉冲，然后经成像透镜组(100)引入待测样品内部，对激发区域进行放大后进入成像光谱仪(110)，CCD相机(120)采集成像光谱仪(110)中图像，进而得到待测样品受激发时的透射光强矩阵I(x,λ)；然后将泵浦光路挡住，得到待测样品在未受激发时的透射光强矩阵I₀(x,λ)，对两次测量得到的透射光强矩阵进行做差处理，即I_s(x,λ)＝I(x,λ)-I₀(x,λ)，去除未受激发材料的透射光强的影响，得到激发区域的透射光强矩阵I_s(x,λ)；然后根据时频映射关系，得到激发区域透射光强的时空演变矩阵，实现飞秒激光加载下的待测样品动态测量。

2.如权利要求1所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，还包括计算机控制模块(130)，该计算机控制模块(130)与所述机械快门(50)、CCD相机(120)相连，用于保证机械快门(50)响应时，CCD相机(120)同时采集图像。

3.如权利要求2所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，所述飞秒脉冲泵浦模块还包括光学延迟单元(40)，该光学延迟单元(40)位于光束倍频单元(30)和机械快门(50)之间，并与所述计算机控制模块(130)连接，用于调节泵浦光路和探测光路之间的时间延迟。

4.如权利要求3所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，所述光学延迟单元(40)包括同轴放置的第一屋脊反射镜(41)和第二屋脊反射镜(42)，所述第二屋脊反射镜(42)置于线性位移台上，通过控制第二屋脊反射镜(42)在线性位移台上的移动，改变泵浦光路的光程。

5.如权利要求1所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，所述非偏振分束器(20)的透射、反射比为8:2，其将飞秒激光器(10)发出的激光分为两路飞秒脉冲激光时，将80％的激光能量送入泵浦光路，将20％的激光能量送入探测光路。

6.如权利要求1所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，所述光束倍频单元(30)包括依次设置的BBO倍频晶体(31)和带通滤波器(32)，所述BBO倍频晶体(31)用于将飞秒脉冲激光倍频，所述带通滤波器(32)用于过滤未被倍频的杂散光。

7.如权利要求1-6任一项所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量装置，其特征在于，所述成像透镜组(100)包括分别设置在待测样品两侧的第一成像透镜(101)和第二成像透镜(102)，该第二成像透镜(102)用于将样品内部激发区域放大后进入成像光谱仪(110)狭缝，且第二成像透镜(102)与待测样品、成像光谱仪(110)狭缝间的距离满足近轴成像公式。

8.一种飞秒激光加载下透明材料动态测量方法，采用如权利要求1-7任一项所述的装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将泵浦光路和探测光路调节至同步，飞秒激光器发出的激光分为两路飞秒脉冲激光；一路飞秒脉冲激光作为泵浦光，经泵浦光路聚焦于待测样品内部，对待测样品内部进行激发，使激发区域发生快速变化；同时另一路飞秒脉冲激光经探测光路展宽为线性啁啾皮秒脉冲，其作为探测光引入待测样品内部，对激发区域进行放大，CCD相机对探测光图像进行采集，得到待测样品受激发时的透射光强矩阵I(x,λ)；

S2、将泵浦光路挡住，由探测光路进行探测，CCD相机再次进行图像采集，得到待测样品未受激发时的透射光强矩阵I₀(x,λ)；

S3、根据透射光强矩阵I(x,λ)、I₀(x,λ)，得到激发区域的透射光强矩阵I_s(x,λ)，进而根据时频映射关系，得到激发区域透射光强的时空演变矩阵I_s(x,t)，完成飞秒激光加载下的待测样品动态测量。

9.如权利要求8所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量方法，其特征在于，开始测量前，在无待测样品的情况下，打开泵浦光路和探测光路，控制CCD相机采集探测光图像，观察探测光斑中心是否位于光谱图像中心位置，若是则开始测量，否则对第二成像透镜的角度进行调节，直至探测光斑中心位于光谱图像中心区域。

10.如权利要求8所述的飞秒激光加载下透明材料动态测量方法，其特征在于，将泵浦光路和探测光路调节至同步具体为：调节第二屋脊反射镜在线性位移台上的位置，以调节泵浦光路光程，当在CCD相机采集到的图像中观察到部分区域光强变化时，认为泵浦光路和探测光路已调节至同步。

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