用于深层生物组织多光子成像的飞秒光纤激光器研究

发布时间：2023-05-10 20:50

　　近年来,基于超短脉冲激光技术的迅速发展,多光子成像技术得到了广泛关注并被成功地应用到生物学、医药科学、纳米材料科学以及相关基础科学等领域。多光子成像系统具有成像深度深、光损伤小、空间分辨率高、荧光收集率高等诸多优点,而激光光源是影响系统成像性能的关键之一。目前应用于多光子成像系统的光源种类较多,其中以超短脉冲光纤光源较为突出,由于它具有结构紧凑、价格低廉、性能优良等优点,对多光子成像系统的前沿应用及产品转化都有着十分重要的意义。同时,多光子成像系统在成像应用过程中也对超短脉冲光纤激光源提出了更高的要求,其中在对生物组织成像过程中,要求研制满足深层生物组织成像的激光光源。本论文主要开展了用于深层生物多光子成像的超短脉冲光纤激光器的研究:掺铒和掺镱飞秒光纤激光的产生,以及1.7μm波段飞秒光纤激光产生的研究,同时进行了细胞组织等生物样品的制备及染色研究。本论文的主要研究内容与创新简述如下:1.基于不同锁模机制,研制了1.5μm全光纤掺铒飞秒激光器。搭建了基于碳纳米管可饱和吸收体的掺铒飞秒光纤激光器,其中心波长1560 nm,光谱宽度5.5 nm,重复频率～33.4 MHz,平均功率10 m...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 多光子成像技术的研究进展
    1.2 超短脉冲光纤激光源的研究进展
        1.2.1 普通多光子成像中超短脉冲光纤激光源的研究进展
        1.2.2 深层多光子成像中超短脉冲光纤激光源的研究进展
    1.3 本论文主要研究内容与结构安排
第二章 被动锁模光纤激光器的理论模型及锁模技术
    2.1 被动锁模光纤激光器的理论模型
        2.1.1 光脉冲在无源光纤中的传输理论
        2.1.2 光脉冲在增益光纤中的传输理论
        2.1.3 非线性薛定谔方程的分步傅里叶算法
        2.1.4 被动锁模光纤激光器物理模型
    2.2 被动锁模技术的基本原理
        2.2.1 基于可饱和吸收体锁模的基本原理
        2.2.2 基于非线性偏振旋转锁模的基本原理
        2.2.3 基于非线性放大环形镜锁模的基本原理
    2.3 本章小结
第三章 全光纤掺铒飞秒激光器的研究
    3.1 掺杂Er离子光纤特性
    3.2 基于碳纳米管掺铒飞秒光纤激光器的研究
    3.3 基于NALM全保偏掺铒飞秒光纤激光器的研究
    3.4 掺铒飞秒光纤激光器在光频梳中的应用
    3.5 本章小结
第四章 基于孤子自频移效应的1.7μm飞秒激光的产生
    4.1 超短脉冲在光纤传输中的孤子自频移理论
    4.2 基于孤子自频移效应的1.7μm飞秒激光的产生
    4.3 本章小结
第五章 掺镱飞秒光纤激光器的研究
    5.1 掺杂Yb离子光纤特性
    5.2 全正色散NPR掺镱飞秒光纤激光器的研究
    5.3 色散管理型NPR掺镱飞秒光纤激光器的研究
    5.4 本章小结
第六章 生物样品的制备及染色技术的研究
    6.1 动物脑片的制备及尼氏染色技术研究
    6.2 原代神经元细胞的培养和神经元骨架染色技术研究
    6.3 成纤维细胞在炎症因子刺激下的动态追踪研究
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本论文的主要结论与创新
    7.2 研究工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的科研成果
作者简介



本文编号：3813491