[發明專利]超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法和系統

有效

• 申請號: 201110046328.3
• 申請日: 2011-02-25
• 公開（公告）號: CN102156115A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 牛憨笨;劉偉;陳丹妮
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G02B21/36
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陳世洪

1.一種超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

生成超短激光脈沖；

使所述超短激光脈沖產生第一超短激光脈沖、第二超短激光脈沖和第三超短激光脈沖，所述第二超短激光脈沖的波長與所述第三超短激光脈沖的波長不同；

將所述第一超短激光脈沖轉化為超連續譜激光，將延遲后的第二超短激光脈沖作為探測光，將所述第三超短激光脈沖整形為中心光強小、周邊光強大的附加探測光；

使所述附加探測光與所述超連續譜激光同時共線聚焦于樣品，所述超連續譜激光產生的聲子與所述附加探測光的光子碰撞后形成無用的CARS信號，并將焦斑周邊的聲子耗盡，較所述附加探測光延遲到達樣品的探測光的光子與焦斑中心區域的聲子碰撞后形成有用的CARS信號；

獲取所述有用的CARS信號，進行顯微成像。

2.如權利要求1所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述第三超短激光脈沖由所述超短激光脈沖經非線性效應產生，或者所述第二超短激光脈沖和第三超短激光脈沖均由所述超短激光脈沖經非線性效應產生。

3.如權利要求2所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述第一超短激光脈沖、第二超短激光脈沖和第三超短激光脈沖均由所述超短激光脈沖泵浦光參量振蕩器產生；

經所述光參量振蕩器輸出的波長不變的超短激光脈沖作為所述第一超短激光脈沖，經所述光參量振蕩器輸出的閑頻光作為所述第二超短激光脈沖，經所述光參量振蕩器輸出的信號光作為所述第三超短激光脈沖。

4.如權利要求1所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述第三超短激光脈沖由所述超短激光脈沖分光后經非線性效應產生。

5.如權利要求4所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述超短激光脈沖分為三束，其中一束超短激光脈沖經倍頻作為所述第三超短激光脈沖，另外兩束超短激光脈沖分別作為所述第一超短激光脈沖和第二超短激光脈沖。

6.如權利要求1～5中任一項所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述超連續譜激光包含用于產生聲子的泵浦光和斯托克斯光，所述泵浦光、斯托克斯光和探測光的強度均呈高斯分布，所述附加探測光的強度呈環形分布。

7.如權利要求6所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述超連續譜激光由所述超短激光脈沖泵浦光子晶體光纖產生。

8.如權利要求6所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述超連續譜激光中各譜功率波動不大于50％，各光譜成分是連續的且光譜帶寬為10～500納米，且各光譜成分所在的時間范圍不大于1皮秒。

9.如權利要求1～5中任一項所述的超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微方法，其特征在于，所述探測光較所述附加探測光延遲0.5～1皮秒；所述附加探測光的中心波長較所述探測光的中心波長短，其間隔不小于所述有用的CARS信號的帶寬；所述探測光的帶寬不大于5納米。

10.一種超衍射極限相干反斯托克斯拉曼散射顯微系統，其特征在于，所述系統包括：

飛秒激光器，用于生成超短激光脈沖；

分光及非線性裝置，用于使所述超短激光脈沖產生第一超短激光脈沖、第二超短激光脈沖和第三超短激光脈沖，所述第二超短激光脈沖的波長與所述第三超短激光脈沖的波長不同；

轉化裝置，用于將所述第一超短激光脈沖轉化為超連續譜激光；

整形裝置，用于將所述第三超短激光脈沖整形為中心光強小、周邊光強大的附加探測光；

延遲裝置，用于調節所述第二超短激光脈沖和附加探測光到達樣品的時間，將延遲后的第二超短激光脈沖作為探測光；

共線聚焦裝置，用于使所述附加探測光與所述超連續譜激光同時共線聚焦于樣品，所述超連續譜激光產生的聲子與所述附加探測光的光子碰撞后形成無用的CARS信號，并將焦斑周邊的聲子耗盡，較所述附加探測光延遲到達樣品的探測光的光子與焦斑中心區域的聲子碰撞后形成有用的CARS信號；

成像裝置，用于獲取所述有用的CARS信號，進行顯微成像。