【摘要】：飛秒激光由于其獨(dú)特的光與物質(zhì)相互作用,廣泛應(yīng)用于精密加工和成像領(lǐng)域。飛秒激光的應(yīng)用需要光束掃描,機(jī)械掃描方法速度較慢。聲光掃描是一種快速無(wú)慣性的掃描方式,用于飛秒激光的掃描有良好的前景。但是飛秒激光存在一定線寬,而聲光偏轉(zhuǎn)器作為一種衍射器件存在色散,傳統(tǒng)色散補(bǔ)償方法對(duì)空間色散的補(bǔ)償不徹底。因?yàn)閭鹘y(tǒng)方法僅能提供固定的色散補(bǔ)償量,而聲光偏轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的色散是隨工作頻率變化的。傳統(tǒng)方法僅能補(bǔ)償聲光偏轉(zhuǎn)器特定工作頻率下的色散,在其他工作頻率下還存在殘余色散,會(huì)導(dǎo)致光束質(zhì)量的下降。本文提出了一種利用帶有特定色差的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)系統(tǒng)補(bǔ)償聲光偏轉(zhuǎn)器色散的新方法。聲光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)角與波長(zhǎng)成正比,而開(kāi)普勒望遠(yuǎn)系統(tǒng)是一種角放大器件,其角放大率與波長(zhǎng)成反比時(shí),可良好補(bǔ)償聲光偏轉(zhuǎn)器的空間色散,即在整個(gè)掃描范圍內(nèi)對(duì)色散良好補(bǔ)償。并且,空間色散得到完全補(bǔ)償時(shí),會(huì)消除光斑的光譜橫向分離效應(yīng),使光譜橫向分離效應(yīng)導(dǎo)致的時(shí)間色散也得到補(bǔ)償。本文設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了該基于開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的色散補(bǔ)償模塊,經(jīng)仿真表明,該色散補(bǔ)償模塊在920 nm工作波長(zhǎng)下單色像差消除的很好,在0°到3°視場(chǎng)角內(nèi)均達(dá)到衍射極限,在920 nm工作波長(zhǎng)下可以在3°視場(chǎng)角范圍內(nèi)對(duì)20 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的殘余色散進(jìn)行良好補(bǔ)償。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,該色散補(bǔ)償模塊能夠在聲光偏轉(zhuǎn)器的整個(gè)掃描范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)色散的良好補(bǔ)償,光斑均達(dá)到衍射極限,滿足設(shè)計(jì)預(yù)期。本文解決了飛秒激光經(jīng)聲光偏轉(zhuǎn)器后的色散難以良好補(bǔ)償?shù)碾y題,可以拓展飛秒激光聲光掃描的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN24
【圖文】：

1激發(fā)與雙光子激發(fā)能的級(jí)躍遷示意圖。單光子激發(fā)吸收，并釋放一個(gè)熒光光子。雙光子激發(fā)吸收兩個(gè)光子實(shí)遷，并釋放一個(gè)熒光光子。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應(yīng)進(jìn)行光學(xué)層析的一種顯由 Geoppert Mayer 于 1931 年提出[1]。通常熒光能量的光子，被激發(fā)到高能態(tài)，發(fā)生一個(gè)無(wú)輻射低能量的光子。而多光子效應(yīng)是指，熒光分子吸

科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論無(wú)輻射躍遷，再釋放出一個(gè)熒光光子，如圖 1-1微成像有基于雙光子效應(yīng)的雙光子熒光顯微鏡和。以雙光子熒光顯微鏡為例，要產(chǎn)生顯著的雙光同時(shí)到達(dá)一個(gè)熒光分子，所謂幾乎同時(shí)大約是 0.1要滿足第一個(gè)條件，需要使用飛秒激光器作為光聚焦。這樣在焦點(diǎn)處就可以觀察到明顯的雙光子]。

可以用單一激發(fā)光激發(fā)雙色熒光信號(hào)，這是雙光子顯微鏡相比單光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)。圖1-3（e）展示的是有無(wú)散射情況下的信號(hào)采集，由于雙光子顯微鏡使用近紅外光作為激發(fā)光，激發(fā)光的散射是很弱的，可以保證激發(fā)光的聚焦質(zhì)量，對(duì)于在散射介質(zhì)中成

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 劉秀麗;周煒;曾紹群;;光控制神經(jīng)活動(dòng)研究進(jìn)展[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2009年12期

2 高希才,董孝義;第四講 聲光器件用材料[J];壓電與聲光;1989年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 鄭廷;雙光子熒光顯微光學(xué)切片斷層成像方法與系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

2 呂曉華;隨機(jī)掃描雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2779762