[发明专利]高时空分辨的多分幅光学成像装置及成像方法

摘要

本发明公开了一种高时空分辨的多分幅光学成像装置及成像方法。所述装置包括飞秒量级的超短脉冲激光系统、时间延迟系统、空间整形系统、时间序列化系统、半导体探测器、傅里叶滤波系统、空间分幅展开系统、成像记录系统；信号光从正面入射半导体探测器，超短脉冲激光经过时间延迟、空间整形和时间序列化后形成探针光，从背面入射半导体探测器。信号光引起的变化图像信息调制到探针光的序列光脉冲上，调制后的探针光经过傅里叶滤波及空间分幅展开后，不同时刻的图像在空间上分开，被成像记录系统记录。所述的装置能实现高时间分辨、高空间分辨的多分幅成像，其空间分辨率大于30lp/mm、时间分辨优于5ps、分幅数量不少于8幅图像。

主权项

1.一种高时空分辨的多分幅光学成像装置，其特征在于，包括：飞秒量级的超短脉冲激光系统、时间延迟系统、空间整形系统、时间序列化系统、半导体探测器、傅里叶滤波系统、空间分幅展开系统、成像记录系统；其中，飞秒量级的超短脉冲激光系统，用于产生飞秒量级超短脉冲激光，作为探针光的光源；时间延迟系统，通过调整探针光传输路径长度控制探针光的记录起始时刻，从而实现与待探测事件的高精度同步；空间整形系统，用于调整探针光的空间分布，包括：光束直径大小，光束空间分布的均匀性；时间序列化系统，用于将单个飞秒量级的超短脉冲激光在时间域上展开为序列化的脉冲串，形成探针光，包括：啁啾展宽装置及偏振延迟装置；啁啾展宽装置，用于把宽频谱超短激光利用色散使其在时间上进行展宽；偏振延迟装置用于把单个飞秒量级的超短脉冲激光通过调节其偏振态，变成序列化超短脉冲激光；半导体探测器，其正面用于接收待探测超快事件产生的信号光，探针光经一个半透半反镜后，从背面入射到半导体探测器；信号光携带的变化图像信息通过半导体探测器调制到探针光的序列化光脉冲上；傅里叶滤波系统，用于将携带变化图像信息的超短脉冲激光进行空间滤波；空间分幅展开系统，用于把调制后的时序化的探针光在空间上展开；成像记录系统，用于将经过空间分幅展开系统的光束成像，包括平面探测器；该平面探测器为CCD探测器或者CMOS探测器。