[发明专利]一种基于时间展宽的超快全息显微成像方法及其系统

权利要求书

1.一种基于时间展宽的超快全息显微成像系统，其特征在于，包括：

超短脉冲序列产生模块，用于产生照明用的多波长啁啾脉冲序列；

全息成像光谱仪，用于根据多波长啁啾脉冲序列产生空间离散的多波长离轴全息图序列；

全息图重建模块，用于对多波长离轴全息图序列进行重建以获得样品的定量的光学厚度序列。

2.根据权利要求1所述的一种基于时间展宽的超快全息显微成像系统，其特征在于，所述超短脉冲序列产生模块包括超短脉冲激光器、第一衍射光栅、第二衍射光栅、第一凸透镜、第二凸透镜、数字微反射镜器件和玻璃棒；

所述第一衍射光栅用于对超短脉冲激光器产生的脉冲进行色散；

所述第一凸透镜用于将色散后的脉冲在数字微反射镜器件上准直成一维的谱线；

所述数字微反射镜器件用于对一维谱线进行选择滤波，并且反射给第二凸透镜；

所述第二凸透镜和第二衍射光栅用于对滤波后的脉冲进行合束变为平行光脉冲；

所述玻璃棒用于对平行光脉冲进行时域展宽。

3.根据权利要求1所述的一种基于时间展宽的超快全息显微成像系统，其特征在于，所述全息成像光谱仪包括第三凸透镜、成像透镜、分光镜、第一显微物镜、第二显微物镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第三衍射光栅、CCD相机；

所述第三凸透镜用于汇聚超短脉冲序列产生模块产生的脉冲序列；

所述分光镜用于将汇聚后的脉冲序列分成物光与参考光；

所述第一显微物镜用于将物光投射在样品上，并且收集样品的散射光返回至分光镜；

所述第二显微物镜用于将参考光投射至第一反射镜，并且收集经过第一反射镜反射后的参考光至分光镜；

所述第一反射镜用于反射参考光至第二显微物镜；

所述第二反射镜和第三反射镜用于将平行传播的物光和参考光反射后入射至第三衍射光栅；

所述成像透镜用于将第三衍射光栅发出的子脉冲物、参考光投射到CCD相机上的不同位置；

所述CCD相机用于捕获离散的多波长离轴全息图序列。

4.根据权利要求3所述的一种基于时间展宽的超快全息显微成像系统，其特征在于，所述第一反射镜倾斜放置，且倾斜方向与第三衍射光栅色散方向正交。

5.一种基于时间展宽的超快全息显微成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过超短脉冲序列产生模块产生多波长啁啾脉冲序列；

S2：全息成像光谱仪使用多波长啁啾脉冲序列进行照明，产生空间离散的多波长离轴全息图序列；

S3：通过全息图重建模块对多波长离轴全息图序列进行重建，获取定量光学厚度序列，实现三维全息显微成像。

6.根据权利要求5所述的一种基于时间展宽的超快全息显微成像方法，其特征在于，所述步骤S1中多波长啁啾脉冲序列的产生过程为：

超短脉冲激光器发出平行光脉冲，该脉冲经过第一衍射光栅色散，经过第一凸透镜在其后焦面的数字微反射镜器件上准直成一维的谱线，通过对数字微反射镜器件加载二值图像，对一维谱线进行选择滤波，滤波后的脉冲经过第二凸透镜和第二衍射光栅后合束，重新变为平行光脉冲，玻璃棒对平行光脉冲进行时域展宽，形成多波长啁啾脉冲序列。