[发明专利]基于双脉冲激光器系统的光学扫描和成像系统

摘要

本发明涉及用于光学成像的扫描脉冲激光器系统。披露了相干双扫描激光器系统（CDSL）及其一些应用。示出了用于实施的不同替换例，包括高度集成结构。在至少一个实施例中，相干双扫描激光器系统（CDSL）包括两个被动锁模光纤振荡器。所述振荡器被设置成工作在稍微不同的重复频率，使得与振荡器的重复频率的值fr1和fr2相比重复频率的差δfr是小的。所述CDSL系统还包括光学连接至每个振荡器的非线性频率转换部分。所述部分包括非线性光学元件，所述非线性光学元件产生具有光谱带宽的频率转换光谱输出；和频梳，所述频梳包括振荡器重复频率的谐波。CDSL被设置在用于光学成像、显微镜学、微光谱学和/或THz成像的一个或多个的成像系统中。

主权项

一种相干双扫描激光器系统，包括：第一和第二被动锁模光纤振荡器，所述第一和第二振荡器的每一个被设置成具有内腔色散补偿并被设置成工作在稍微不同的重复频率，使得与所述第一和第二振荡器的各自重复频率的值fr1和fr2相比重复频率的差Δfr是小的，所述第一和第二振荡器产生各自的第一和第二脉冲串；第一分光器，所述第一分光器沿着包括第一频率转换路径的多条光学路径在空间上分离并引导所述第一脉冲串；第一非线性频率转换器，所述第一非线性频率转换器被设置在所述第一被动锁模光纤振荡器的下游并光学连接至所述第一被动锁模光纤振荡器，所述第一非线性频率转换器被设置在所述第一频率转换路径中并被设置成接收来自所述第一脉冲串的脉冲，并与之产生第一频率转换的输出脉冲串，所述第一频率转换的输出脉冲串具有显著大于第一振荡器输出光谱带宽的光谱带宽；第一光束组合元件，将所述第一频率转换的输出与所述第一脉冲串的脉冲组合；第一差频产生器，所述第一差频产生器被设置成将所述第一频率转换的输出脉冲串的脉冲与所述第一脉冲串的脉冲混合，以便在其差频产生具有光谱含量的输出和产生第一频梳，所述第一频梳包括具有与第一振荡器重复频率fr1相等的频率间隔的频梳结构；第二分光器，所述第二分光器沿着包括第二频率转换路径的多条光学路径在空间上分离并引导所述第二脉冲串；第二非线性频率转换器，所述第二非线性频率转换器被设置在所述第二被动锁模光纤振荡器的下游并被光学连接至所述第二被动锁模光纤振荡器，所述第二非线性频率转换器被设置在所述第二频率转换路径中并被设置成接收来自所述第二脉冲串的脉冲，并与之产生第二频率转换的输出脉冲串，所述第二频率转换的输出脉冲串具有显著大于第二振荡器输出光谱带宽的光谱带宽；第二光束组合元件，将所述第二频率转换的输出与所述第二脉冲串的脉冲组合；第二差频产生器，所述第二差频产生器被设置成将所述第二频率转换的输出脉冲串的脉冲与所述第二脉冲串的脉冲混合，以便在其差频产生具有光谱含量的 输出和产生第二频梳，所述第二梳频包括具有与所述第二振荡器重复频率fr2相等的频率间隔的频梳结构；和光束组合器，在空间上组合来自所述第一和第二差频产生器的输出。