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原文传递一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统

专利名称：	一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统
摘要：	本发明属于荧光成像探测技术领域，具体涉及一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统。本方法将激光通过分光发射系统将单个片光脉冲在时间‑空间上展开后，通过激光整形系统整形为片状光束，在样品池不同截面上顺序激发出平面荧光图像，平面荧光图像由光学系统摄取后，通过分光接收系统由多个图像增强型相机记录，各相机由同步信号系统控制，各相机曝光延迟与分光发射系统的时间延迟一致，进而实现不同截面的平面荧光图像的同步记录，最终形成瞬态的三维激光诱导荧光分布，本发明解决了普通3D‑PLIF成像系统中单次扫描及记录时间慢的问题，极大提升了摄取的不同截面平面荧光图像的关联性。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国科学院西安光学精密机械研究所
发明人：	张敏睿;李亚晖;高贵龙;何凯;韩兆林;王俊锋;蔡承;方玉熳
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911386120.9
公开号：	CN111060484A
代理机构：	西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：	汪海艳
分类号：	G01N21/64;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/64
申请人地址：	710119 陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号
主权项：	1.一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将激光器系统产生的激光按能量比例分成两束；其中一束为触发光束，入射至荧光图像的记录系统，另一束为激发光束，入射至分光发射系统；所述分光发射系统将激发光束分为N路激发光束，并在各路激发光束之间进行光学延迟，相邻两路激发光束之间的光学延迟为Δt；被延迟的N路激发光束经过整形分别被整形为片状光束后发射至样品池，实现样品池在不同剖面上按时间间隔Δt激发平面荧光；其中N为正整数；步骤二：触发光束启动荧光图像的记录系统，光学系统摄取按时间间隔Δt激发的平面荧光图像，通过同步信号系统控制N台图像增强型相机的曝光时间，相邻两台图像增强型相机之间的曝光时间间隔为Δt；N台图像增强型相机对按时间间隔Δt激发的平面荧光图像进行同步记录，从而得到的N幅平面荧光图像，组成了样品池中对应化学成分的三维荧光分布。 2.根据权利要求1所述的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法，其特征在于：Δt大于被测样品池化学成分的荧光寿命时间。 3.一种能够实现权利要求1所述方法的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测系统，其特征在于：包括激光器系统、分束系统、分光发射系统、样品池以及荧光图像的记录系统；所述分束系统位于激光器系统的发射光路中，将激光光束分为触发光束与激发光束，分光发射系统以及荧光图像的记录系统分别位于分束系统的两路出射光路中；所述分光发射系统包括多组分光元件、N路光学延迟线及N路光束整形元件；所述多组分光元件用于将激发光束分为N路激发光束；所述N路光学延迟线用于分别对N路激发光束进行光学延迟，相邻两路之间的光学延迟为Δt；所述N路光束整形元件分别用于将被延迟的N路激发光束整形为片状光束后发射至样品池，实现样品池在不同剖面上按时间间隔Δt激发N个不同剖面的平面荧光；所述荧光图像的记录系统包括同步信号系统、N台图像增强型相机、分光组件及光学系统；所述光学系统用于摄取激发的平面荧光图像；所述N台图像增强型相机用于根据曝光时间通过分光组件记录平面荧光图像；所述同步信号系统用于根据触发光束启动，并控制N台图像增强型相机的曝光时间，相邻两台图像增强型相机之间的曝光时间间隔为Δt。 4.根据权利要求3所述的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测系统，其特征在于：分光发射系统中的光学延迟线为光纤或反射镜组。 5.根据权利要求4所述的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测系统，其特征在于：所述光纤为紫外石英光纤。 6.根据权利要求4所述的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测系统，其特征在于：所述光束整形元件包括沿光路依次设置的光纤准直器、负柱透镜及正球面镜。
所属类别：	发明专利