[发明专利]基于锥形光纤探针激发的CARS显微成像装置和方法

摘要

本发明公开了一种基于锥形光纤探针激发的CARS显微成像装置和方法，该装置至少包括飞秒激光器(1)、电控液晶波片(2)、偏振分束棱镜(3)、斯托克斯光路部分、第二光纤耦合镜(7)、泵浦光路部分、反射镜(8)、泵浦光路、锥形光纤合束器(11)以及信号采集及处理系统(15)，所述锥形光纤合束器输出的时间重叠、空间重叠、具有相同线性啁啾的斯托克斯光脉冲和泵浦光脉冲入射至位于三维电控载物台上的待测样品中，以激发待测样品焦点处的CARS信号；所述CARS信号作为信号采集及处理系统的输入，以实现CARS信号的采集和处理。本发明结构简单、调节方便，可以实现光谱聚焦，充分利用超短脉冲的光谱能量并且提高拉曼共振谱分辨率。

主权项

1.一种基于锥形光纤探针激发的CARS显微成像装置，其特征在于，该装置至少包括飞秒激光器(1)、电控液晶波片(2)、偏振分束棱镜(3)、斯托克斯光路部分、第二光纤耦合镜(7)、泵浦光路部分、反射镜(8)、泵浦光路、锥形光纤合束器(11)以及信号采集及处理系统(15)；其中：/n所述飞秒激光器(1)输出脉宽为百飞秒量级、水平线偏振的超短脉冲，入射至电控液晶波片(2)；电控液晶波片(2)透射输出的超短脉冲经偏振分束棱镜(3)分为透射输出的斯托克斯光路部分和反射输出泵浦光路部分；所述斯托克斯光路部分由依序连接的第一光纤耦合镜(4)、高非线性保偏光子晶体光纤(5)、光纤准直扩束镜(6)组成；由所述偏振分束棱镜(3)一个输出端与所述第一光纤耦合镜(4)的输入端连接，所述光纤准直扩束镜(6)的输出端与所述第二光纤耦合镜(7)的输入端连接；所述第二光纤耦合镜(7)的输出端将斯托克斯光路入射至所述连接反射镜(8)；所述泵浦光路部分由依序连接的可调空间光延时线(9)、第三光纤耦合镜(10)组成；所述反射镜(8)入射至可调空间光延时线(9)；所述第三光纤耦合镜(10)的输出端与所述锥形光纤合束器(11)连接，所述锥形光纤合束器输出的时间重叠、空间重叠、具有相同线性啁啾的斯托克斯光脉冲和泵浦光脉冲入射至位于三维电控载物台上的待测样品中，以激发待测样品焦点处的CARS信号；所述CARS信号作为信号采集及处理系统的输入，以实现CARS信号的采集和处理；/n所述电控液晶波片(2)，由外加电压控制透射输出的超短脉冲偏振态，使其在水平线/n偏振、椭偏光、圆偏光和竖直线偏振之间连续变化，实现输出光功率的电控连续可调；/n所述偏振分束棱镜(3)，用于实现偏振相关分束；/n第一光纤耦合镜(4)，用于将偏振分束棱镜(3)透射输出的超短脉冲耦合进高非线性保偏光子晶体光纤；/n所述高非线性保偏光子晶体光纤(5)，用于产生波长可大范围连续调节的光孤子，用作斯托克斯光脉冲；/n所述光纤准直扩束镜(6)，用于准直扩束输出的斯托克斯光脉冲；/n所述第二光纤耦合镜(7)，用于将经光纤准直扩束镜(6)准直扩束输出的斯托克斯光脉冲再经第二光纤耦合镜(7)耦合至锥形光纤合束器(11)的斯托克斯光传输光纤(111)；/n所述可调空间光延时线(9)，用于调节泵浦光脉冲的时间延迟，使泵浦光脉冲和斯托克斯光脉冲同时入射至待测样品中；/n所述第三光纤耦合镜(10)，用于将所述可调空间光延时线(9)输出的延时可变的超短脉冲经第三光纤耦合镜(10)耦合至锥形光纤合束器(11)的泵浦光传输光纤(112)；/n所述锥形光纤合束器(11)，用于使斯托克斯光脉冲和泵浦光脉冲具有相同的线性啁啾以及对斯托克斯光脉冲和泵浦光脉冲的光纤聚焦。/n