異步光學(xué)采樣技術(shù)常用于快速獲取材料表面形態(tài)變化的信息，具有非常的應(yīng)用場(chǎng)景，例如：原位研究金屬表面腐蝕過(guò)程、材料表面化學(xué)反應(yīng)、納米材料的生長(zhǎng)過(guò)程、生物分子的交互作用等等。
一、異步光學(xué)采樣的作用
異步光學(xué)采樣技術(shù)可以通過(guò)激光束的掃描和物理、化學(xué)或生物反應(yīng)的改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面的形態(tài)變化過(guò)程的高時(shí)間分辨率在微米甚至亞微米尺度下的測(cè)量，具有非常的應(yīng)用前景。這種技術(shù)可以在材料表面形態(tài)變化的每個(gè)階段進(jìn)行采樣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面性質(zhì)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制，有利于探索材料表面性質(zhì)變化的機(jī)理和規(guī)律。
二、異步光學(xué)采樣的原理
異步光學(xué)采樣技術(shù)的原理是利用一束脈沖激光來(lái)掃描材料表面，并在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)記錄材料表面反射激光的幅度值和相位信息。由于掃描速度比反應(yīng)速度快得多，因此可以在采樣區(qū)域內(nèi)的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)獲取材料表面的形態(tài)變化信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面反應(yīng)過(guò)程的高時(shí)間分辨率監(jiān)測(cè)。
三、異步光學(xué)采樣的操作方法
1.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
首先，需要搭建一個(gè)符合需求的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。異步光學(xué)采樣技術(shù)需要使用高質(zhì)量的脈沖激光器、光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器。具體來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)需要具備高信噪比、高能量、寬帶和短脈沖時(shí)寬度的激光器，并需要使用透明光學(xué)元件來(lái)擴(kuò)束、分束和衍射。
2.樣品表面處理
樣品表面需要進(jìn)行處理，為激光的散射提供良好的反射條件。通常情況下，可以在樣品靠近表面處涂覆一層反射涂層，或者使用基底透明的樣品，將光通過(guò)樣品內(nèi)部反射到表面。
3.激光測(cè)量
正式進(jìn)行激光測(cè)量前，需要首先對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)試。然后，可以通過(guò)在樣品表面掃描激光點(diǎn)來(lái)獲取反射光的幅度和相位信息。異步光學(xué)采樣技術(shù)需要使用兩個(gè)脈沖光束，在一個(gè)掃描周期內(nèi)分別測(cè)量樣品表面反射光的幅度和相位信息，由此可在微小的時(shí)間段內(nèi)對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行分析，最終得到材料表面形態(tài)變化的信息。
4.數(shù)據(jù)處理
在得到表面反射光的幅度和相位信息之后，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。通常，可以采用傅里葉變換等數(shù)學(xué)方法來(lái)分析數(shù)據(jù)，并將結(jié)果表示為時(shí)間序列或頻率譜系。最終可以得到材料表面形態(tài)變化的信息圖表或動(dòng)畫(huà)，用于進(jìn)一步的分析、研究和應(yīng)用。
