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原文传递一种超快时域拉伸成像装置及方法

专利名称：	一种超快时域拉伸成像装置及方法
摘要：	本发明属于高速成像技术领域，公开了一种超快时域拉伸成像装置及方法，通过使用多个平凸透镜改变空间编码脉冲在第五平凸透镜前空间汇聚的大小、角度，通过第五平凸透镜进一步将光斑汇聚到高速自由空间光电探测器的有效光接收范围内，解决了现有技术中基于时域拉伸的超快成像的装置的光脉冲传输损耗较大、方法上操作难度较大的问题。本发明操作简单，并具有更低的光传输损耗，能够有效提高系统信噪比，获得更好的图像质量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉大学
发明人：	雷诚;刘胜;翁跃云
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910595745.X
公开号：	CN110411954A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	胡琦旖
分类号：	G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学
主权项：	1.一种超快时域拉伸成像装置，其特征在于，包括：飞秒激光器、单模光纤、衍射光栅、第一显微物镜、第二显微物镜、第三平凸透镜、第四平凸透镜、第五平凸透镜、高速自由空间光电探测器、高速示波器；所述飞秒激光器与所述单模光纤连接，所述衍射光栅位于所述单模光纤和所述第一显微物镜之间，观测对象位于所述第一显微物镜和所述第二显微物镜之间，所述第三平凸透镜置于所述第二显微物镜的前方，所述第四平凸透镜置于所述第三显微物镜的前方，所述第五平凸透镜置于所述第四显微物镜的前方，所述第三平凸透镜、所述第四平凸透镜、所述第五显示物镜的主光轴平行或重合，所述高速自由空间光电探测器置于所述第五显微物镜的前方，所述高速示波器与所述高速自由空间光电探测器连接。 2.根据权利要求1所述超快时域拉伸成像装置，其特征在于，还包括：准直器，所述准直器与所述单模光纤连接，所述衍射光栅位于所述准直器的前方。 3.根据权利要求1所述超快时域拉伸成像装置，其特征在于，还包括：第一平凸透镜、第二平凸透镜；所述第一平凸透镜置于所述衍射光栅的前方，所述第二平凸透镜置于所述第一平凸透镜的前方，所述第一显微物镜位于所述第二平凸透镜的前方。 4.根据权利要求1所述超快时域拉伸成像装置，其特征在于，还包括：计算机；所述计算机与所述高速示波器连接。 5.一种超快时域拉伸成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、飞秒激光器产生飞秒脉冲；步骤2、通过单模光纤对所述飞秒脉冲进行时域拉伸，并入射至衍射光栅；步骤3、通过所述衍射光栅将入射的脉冲在空间上色散形成线型一维色散脉冲，并入射至第一显微物镜；步骤4、通过所述第一显微物镜将所述线型一维色散脉冲聚焦在观测对象上，将所述观测对象的表面信息编码到所述线型一维色散脉冲的光谱上，形成空间编码脉冲；步骤5、通过第二显微物镜收集所述空间编码脉冲；步骤6、通过第三平凸透镜、第四平凸透镜改变所述空间编码脉冲在第五平凸透镜前空间汇聚的大小、角度，并通过所述第五平凸透镜将所述空间编码脉冲汇聚至高速自由空间光电探测器；步骤7、通过所述高速自由空间光电探测器将光脉冲信号转换为模拟电信号，并传输至高速示波器。 6.根据权利要求5所述超快时域拉伸成像方法，其特征在于，所述步骤2中，通过所述单模光纤对所述飞秒脉冲进行时域拉伸后，通过准直器将脉冲从一定的角度以空间光的形式入射至所述衍射光栅。 7.根据权利要求5所述超快时域拉伸成像方法，其特征在于，所述步骤3中，所述线型一维色散脉冲入射至第一显微物镜之前，通过第一平凸透镜、第二平凸透镜改变所述线型一维色散脉冲的光斑大小和入射到所述第一显微物镜的角度。 8.根据权利要求5所述超快时域拉伸成像方法，其特征在于，还包括：步骤8、所述高速示波器将所述模拟电信号转换为数字电信号，并传输至计算机；所述计算机处理所述数字电信号得到图像，并对所述图像进行存储。
所属类别：	发明专利