[發(fā)明專利]一種基于超短脈沖色散整形和分幅技術的超高速光學成像系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101976016A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 徐世祥;陸小微;陳紅藝;劉晉;李景鎮(zhèn)
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G03B39/00
• 分類號: G03B39/00;G02F1/39;G02B27/09
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 劉文求

1.一種光學成像系統(tǒng)，其特征在于，包括飛秒激光振蕩器、超短子脈沖串產生器、飛秒激光放大器、光學擴束系統(tǒng)、無焦光學系統(tǒng)、波長分幅光學系統(tǒng)、多個圖像記錄系統(tǒng)；飛秒激光振蕩器用于輸出飛秒、寬帶的激光脈沖；超短子脈沖串產生器用于將每個脈沖變成一組子脈沖串；飛秒激光放大器用于放大每個子脈沖；光學擴束系統(tǒng)用于對放大后的子脈沖進行準直擴束；經過準直擴束后的子脈沖投射到待測物體上，從待測物體透射或反射后的子脈沖經過無焦光學系統(tǒng)后進入波長分幅光學系統(tǒng)；波長分幅光學系統(tǒng)用于使載有不同時刻物體信息的子脈沖沿不同的方向傳播；位于多個不同位置的圖像記錄系統(tǒng)相應接收不同方向的子脈沖。

2.根據(jù)權利要求1所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括設置在光學成像系統(tǒng)內的用于改變光路方向的平面鏡。

3.根據(jù)權利要求1所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，超短子脈沖串產生器包括第一布儒斯特角棱鏡、第二布儒斯特角棱鏡、多縫光闌、由多個反射鏡單元組成的反射鏡陣列，脈沖通過第一布儒斯特角棱鏡后變成一組子脈沖串，第二布儒斯特角棱鏡用于對子脈沖串進行準直，多縫光闌垂直于子脈沖的傳輸方向放置，反射鏡陣列垂直于通過多縫光闌后的各個子脈沖的傳輸方向放置，并且各反射鏡單元具有不同的軸向位置。

4.根據(jù)權利要求1所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，超短子脈沖串產生器包括第一色散光柵、第二色散光柵、多縫光闌、由多個反射鏡單元組成的反射鏡陣列，脈沖通過第二色散光柵后變成一組子脈沖串，第二色散光柵用于對子脈沖串進行準直，多縫光闌垂直于子脈沖的傳輸方向放置，反射鏡陣列垂直于通過多縫光闌后的各個子脈沖的傳輸方向放置，并且各反射鏡單元具有不同的軸向位置。

5.根據(jù)權利要求3或4所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，用一個階梯反射鏡代替反射鏡列陣。

6.根據(jù)權利要求1所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，飛秒激光放大器是寬帶再生放大器或多通放大器。

7.根據(jù)權利要求1所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，波長分幅光學系統(tǒng)包括第一脈沖色散器，第一脈沖色散器包括第一光柵和第二光柵，第一光柵和第二光柵相互平行放置，第一光柵用于使子脈沖產生角色散，第二光柵用于對角色散后的子脈沖進行準直。

8.根據(jù)權利要求7所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，第一光柵和第二光柵之間還設置有開普勒望遠鏡系統(tǒng)，此時第一光柵和第二光柵呈反平行放置。

9.根據(jù)權利要求7所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，波長分幅光學系統(tǒng)還包括第二脈沖色散器，第二脈沖色散器和第一脈沖色散器是鏡像對稱的，第二脈沖色散器包括第三光柵和第四光柵。

10.根據(jù)權利要求9所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，第二光柵、第三光柵、第四光柵分別用一系列同參數(shù)的小光柵取代，且各組內每塊小光柵相互平行放置。

11.根據(jù)權利要求1所述的光學成像系統(tǒng)，其特征在于，各圖像記錄系統(tǒng)所在平面與待測物體所在平面是物象共軛關系。

12.一種光學成像方法，其特征在于，包括：

輸出飛秒激光脈沖串；

將每個脈沖變成一組子脈沖串；

放大每個子脈沖；

對放大后的子脈沖進行準直擴束；

將經過準直擴束后的子脈沖投射到待測物體上；

使載有不同時刻物體信息的子脈沖沿不同的方向傳播；

接收并記錄不同方向的子脈沖。