飞秒激光声光扫描的色散补偿研究

发布时间：2020-08-03 14:31

【摘要】：飞秒激光由于其独特的光与物质相互作用,广泛应用于精密加工和成像领域。飞秒激光的应用需要光束扫描,机械扫描方法速度较慢。声光扫描是一种快速无惯性的扫描方式,用于飞秒激光的扫描有良好的前景。但是飞秒激光存在一定线宽,而声光偏转器作为一种衍射器件存在色散,传统色散补偿方法对空间色散的补偿不彻底。因为传统方法仅能提供固定的色散补偿量,而声光偏转器产生的色散是随工作频率变化的。传统方法仅能补偿声光偏转器特定工作频率下的色散,在其他工作频率下还存在残余色散,会导致光束质量的下降。本文提出了一种利用带有特定色差的开普勒望远系统补偿声光偏转器色散的新方法。声光偏转器的偏转角与波长成正比,而开普勒望远系统是一种角放大器件,其角放大率与波长成反比时,可良好补偿声光偏转器的空间色散,即在整个扫描范围内对色散良好补偿。并且,空间色散得到完全补偿时,会消除光斑的光谱横向分离效应,使光谱横向分离效应导致的时间色散也得到补偿。本文设计并开发了该基于开普勒望远镜的色散补偿模块,经仿真表明,该色散补偿模块在920 nm工作波长下单色像差消除的很好,在0°到3°视场角内均达到衍射极限,在920 nm工作波长下可以在3°视场角范围内对20 nm波长范围内的残余色散进行良好补偿。经实验测试,该色散补偿模块能够在声光偏转器的整个扫描范围内实现色散的良好补偿,光斑均达到衍射极限,满足设计预期。本文解决了飞秒激光经声光偏转器后的色散难以良好补偿的难题,可以拓展飞秒激光声光扫描的应用。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN24
【图文】：

1激发与双光子激发能的级跃迁示意图。单光子激发吸收，并释放一个荧光光子。双光子激发吸收两个光子实迁，并释放一个荧光光子。hes of energy level transition of one-photon excitation and t one-photon excitation, molecule absorbs one photon and ju to excited state, then emits one fluorescence photon. In twoolecule absorbs two photons and jumps from ground state tstate, then emits one fluorescence photon.成像是利用多光子效应进行光学层析的一种显由 Geoppert Mayer 于 1931 年提出[1]。通常荧光能量的光子，被激发到高能态，发生一个无辐射低能量的光子。而多光子效应是指，荧光分子吸

科 技 大 学 博 士 学 位 论无辐射跃迁，再释放出一个荧光光子，如图 1-1微成像有基于双光子效应的双光子荧光显微镜和。以双光子荧光显微镜为例，要产生显著的双光同时到达一个荧光分子，所谓几乎同时大约是 0.1要满足第一个条件，需要使用飞秒激光器作为光聚焦。这样在焦点处就可以观察到明显的双光子]。

可以用单一激发光激发双色荧光信号，这是双光子显微镜相比单光子显微镜的优势。图1-3（e）展示的是有无散射情况下的信号采集，由于双光子显微镜使用近红外光作为激发光，激发光的散射是很弱的，可以保证激发光的聚焦质量，对于在散射介质中成

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 刘秀丽;周炜;曾绍群;;光控制神经活动研究进展[J];生物化学与生物物理进展;2009年12期

2 高希才,董孝义;第四讲 声光器件用材料[J];压电与声光;1989年04期

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1 郑廷;双光子荧光显微光学切片断层成像方法与系统研究[D];华中科技大学;2013年

2 吕晓华;随机扫描双光子荧光显微成像系统研究[D];华中科技大学;2007年

本文编号：2779762