[发明专利]光子反冲成像共聚焦探测系统及方法

说明书

本发明提供一种光子反冲成像共聚焦探测系统及方法，探测系统通过发射源发射初始光源信号经选波放大单元及偏振调节单元后形成调节光信号，分束器将调节光信号分成第一光信号及第二光信号，第一聚焦单元将第一光信号聚焦在待测样品上，待测样品产生激发光信号和荧光信号，激发光信号、荧光信号返回分束器并与第二光信号的传输方向重合，第二聚焦单元对激发光信号、荧光信号及第二光信号进行聚焦、过滤，经原子超声束发生器使携带样品信息的光子与噪声散射光子分离，经预处理单元得到待测样品的原子反应机理。本发明能够低动量区分携带样品信息的光子与噪声散射光子，获得待测样品的反应机理，有效降低非焦平面噪声干扰，提高空间分辨率及成像质量。

技术领域

本发明涉及光子反冲成像共聚焦技术领域，特别是涉及一种光子反冲成像共聚焦探测系统及方法。

背景技术

在微观探测领域中，增加样品的探测厚度、提高分辨率和成像质量一直是科学家们追逐的目标。共聚焦显微镜是利用扫描光束通过光栅针孔形成点光源，在荧光标记标本的焦平面上逐点扫描，采集点的光信号通过探测针孔到达接收器，再经过信号处理，在计算机监视屏上形成图像。对于物镜焦平面的焦点处发出的光在针孔处可以得到很好的会聚，可以全部通过针孔被探测器接收。而在焦平面上下位置发出的光在针孔处会产生直径很大的光斑，对比针孔的直径大小，则只有极少部分的光可以透过针孔被探测器接收。而且随着距离物镜焦平面的距离变大，样品所产生的杂散光在针孔处的弥散斑就越大，能透过针孔的能量就越少(由10％到1％，慢慢接近为0％)，因而在探测器上产生的信号就越小，影响也越小。正由于共聚焦显微仅对样本焦平面成像，有效的避免了衍射光和和散射光的干扰，使得它具有比普通显微镜更高的分辨率。

常规共聚焦显微镜是光信号成像，对于低密度稀释样品的探测，接收器很难区别携带重要信息的光子及散射噪声光子，两种光子在动量空间是相吻合的。光子反冲成像监视动量从光子到原子的传递过程中，在原子超声束发生器中产生受激拉曼散射，直接探测到携带探测信息的光子，但现有技术中并不存在用于光子反冲成像共聚焦具体装置，不能基于具体装置实现光子反冲成像共聚焦探测和目标系统机理及量子非线性特质的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种光子反冲成像共聚焦探测系统及方法，能够直接探测到携带样品信息的光子及样品测试的聚焦深度，获得待测样品的反应机理，能够低动量区分携带重要信息的光子及噪声散射光子，有效地降低非焦平面噪声的干扰，提高了空间分辨率及成像质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光子反冲成像共聚焦探测系统，用于检测待测样品，所述光子反冲成像共聚焦探测系统包括：

发射源，用于发射初始光源信号；

选波放大单元，设置在所述初始光源信号的传输光路上，用于根据所述初始光源信号获得选波放大光信号；

偏振调节单元，设置在所述选波放大光信号的传输光路上，用于调节所述选波放大光信号并将所述选波放大光信号聚焦成一束光线，获得调节光信号；

分束器，设置在所述调节光信号的传输光路上，用于将所述调节光信号分成沿所述调节光信号的传输光路传输的第一光信号及与所述第一光信号传输方向垂直的第二光信号；

第一聚焦单元，设置在所述第一光信号的传输光路上，用于将所述第一光信号聚焦在所述待测样品上；所述第一光信号对所述待测样品进行照射，所述待测样品被所述第一光信号激发，产生携带样品信息的激发光信号和荧光信号；所述激发光信号与所述荧光信号沿着与所述第一光信号的传输光路相反的方向，返回到所述分束器；所述分束器还用于对返回到所述分束器的所述激发光信号、所述荧光信号进行90度偏转使所述激发光信号、所述荧光信号的传输方向与所述第二光信号的传输方向重合；

第二聚焦单元，设置在所述第二光信号的传输光路上，用于根据所述分束器处的所述激发光信号得到第一过滤光信号、根据所述分束器处的所述荧光信号得到过滤荧光信号及根据所述第二光信号得到第二过滤光信号；