一种基于时间透镜的CARS显微成像光源系统

技术特征：
1.一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：它包括泵浦光路、斯托克斯光路、第三分束片(17)和射频驱动系统(9)；所述的泵浦光路包括第一激光二极管(1)、第一光隔离器(3)、第一相位调制器(5)、第一光纤放大器(7)、第一强度调制器(10)、第一准直系统(12)、第一分束片(14)、第三平面镜(16)和第一脉冲压缩器(18)；所述的第一激光二极管(1)发出的种子光依次经过第一光隔离器(3)、第一相位调制器(5)、第一光纤放大器(7)和第一强度调制器(10)形成脉冲光，所述的脉冲光入射到第一准直系统(12)中由光纤传输转变为空间传输，并透过第一分束片(14)入射到第一脉冲压缩器(18)中形成短脉冲光，由第一脉冲压缩器(18)发出的短脉冲光依次经过第一分束片(14)和第三平面镜(16)反射至第三分束片(17)中；所述的斯托克斯光路包括第二激光二极管(2)、第二光隔离器(4)、第二相位调制器(6)、第二光纤放大器(8)、第二强度调制器(11)、第二准直系统(13)、第二分束片(15)和第二脉冲压缩器(19)；所述的第二激光二极管(2)发出的种子光依次经过第二光隔离器(4)、第二相位调制器(6)、第二光纤放大器(8)和第二强度调制器(11)形成脉冲光，所述的脉冲光入射到第二准直系统(13)中由光纤传输转变为空间传输，并透过第二分束片(15)入射到第二脉冲压缩器(19)中形成短脉冲光，由第二脉冲压缩器(19)发出的短脉冲光经过第二分束片(15)反射至第三分束片(17)中；所述的泵浦光路中入射到第三分束片(17)中的短脉冲光与斯托克斯光路中入射到第三分束片(17)中的短脉冲光合束后入射到样品上；所述的射频驱动系统(9)产生正弦射频信号与高斯脉冲射频信号，所述的正弦射频信号分别同步驱动第一相位调制器(5)和第二相位调制器(6)，所述的高斯脉冲射频信号分别同步驱动第一强度调制器(10)和第二强度调制器(11)。2.根据权利要求1所述的一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：所述的射频驱动系统(9)所产生的正弦射频信号为10ghz的正弦射频信号；所述的射频驱动系统(9)所产生的高斯脉冲射频信号为80mhz的高斯脉冲射频信号。3.根据权利要求2所述的一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：所述的射频驱动系统(9)包括时钟信号发生器(9-2)、第一任意波形发生器(9-1)和第二任意波形发生器(9-3)；所述的时钟信号发生器(9-2)产生高频的时钟信号调节第一任意波形发生器(9-1)和第二任意波形发生器(9-3)同步；所述的第一任意波形发生器(9-1)产生的正弦射频信号用于同步驱动第一相位调制器(5)和第二相位调制器(6)，所述的第二任意波形发生器(9-3)产生的高斯脉冲射频信号用于同步驱动第一强度调制器(10)和第二强度调制器(11)。4.根据权利要求1所述的一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：所述的第一准直系统(12)包括第一光纤准直头(12-1)和第一透镜(12-2)；由第一强度调制器(10)发出的脉冲光经过第一光纤准直头(12-1)由光纤传输转变为空间传输，并由第一透镜(12-2)进行扩束。5.根据权利要求1所述的一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：所述的第二准直系统(13)包括第二光纤准直头(13-1)和第二透镜(13-2)；由第二强度调制器(11)发出的脉冲光经过第二光纤准直头(13-1)由光纤传输转变为空间传输，并由第二透镜(13-2)进行扩束。
6.根据权利要求1所述的一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：所述的第一脉冲压缩器(18)包括第一光栅(18-2)、第二光栅(18-1)和第一平面镜(18-3)；第一准直系统(12)输出的脉冲光依次经过第一光栅(18-2)、第二光栅(18-1)和第一平面镜(18-3)后，再由第一平面镜(18-3)反射，所述的脉冲光原路返回并由第一光栅(18-2)发出为皮秒量级的短脉冲光，所述第一光栅(18-2)出射的皮秒量级的短脉冲光反射到第一分束片(14)上。7.根据权利要求1所述的一种基于时间透镜的cars显微成像光源系统，其特征在于：所述的第二脉冲压缩器(19)包括第三光栅(19-2)、第四光栅(19-1)和第二平面镜(19-3)；第二准直系统(13)输出的脉冲光依次经过第三光栅(19-2)、第四光栅(19-1)和第二平面镜(19-3)后，再由第二平面镜(19-3)反射，所述的脉冲光原路返回并由第三光栅(19-2)发出为皮秒量级的短脉冲光，所述第三光栅(19-2)出射的皮秒量级的短脉冲光反射到第二分束片(15)上。

技术总结
一种基于时间透镜的CARS显微成像光源系统，涉及非线性光学显微成像领域。本实用新型是为了解决现有的CARS显微成像所需光源发出的设备成本高、且易受到环境变化的影响的问题。本实用新型采用激光二极管作为种子源，提供窄线宽的连续光，由相位调制器、强度调制器分别实现光谱展宽与脉冲切割，由光纤放大器增加输出功率；后续通过射频驱动系统产生的脉冲射频信号，以此来调控强度调制器，将连续光转变为脉冲光，通过调节射频驱动信号的参数即可实现脉冲重复频率、脉冲宽度、输出波形等参数的快速调谐；传统激光器受限于自身结构，很难实现类似功能；且本申请对操作环境依赖性低，稳定性强。本实用新型主要用于产生CARS显微成像所需的光源。像所需的光源。像所需的光源。


技术研发人员：夏元钦 张泽 邓岩岩 秦一凡 张志斌 章媛 曹赫
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：2022.09.09
技术公布日：2022/11/22