[發明專利]偏振干涉多元CARS顯微成像方法

無效

• 申請號: 201210031622.1
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102540620A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 萬雄;張志敏
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02B21/36
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種偏振干涉多元CARS顯微成像方法。

背景技術

相干反斯托克斯拉曼散射(coherent?anti—Stokes?Raman?scattering,?CARS)是一種三階非線性光學過程,?CARS顯微成像技術能夠以高靈敏度獲得特定分子的空間分布圖像,?以及對分子之間的相互作用的動態過程進行監測.?傳統的CARS顯微成像技術使用窄線寬皮秒激光脈沖獲得特定化學鍵的CARS圖像,?但是對于研究具有復雜成分和結構的分子而言,?需要逐點調節激光的中心波長才能獲得分子完整的CARS光譜信息,?不僅耗時,?而且不易使用.?另外,?CARS?顯微成像質量與樣品所處的背景相關,?生物樣品周圍的溶劑及其它介質會產生很強的非共振信號,?從而降低共振成像對比度及光譜選擇性。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種偏振干涉多元CARS顯微成像方法，該方法采用高重頻偏振飛秒激光作為CARS信號的探針光,?其分束后的一部分作為泵浦光泵浦光子晶體光纖(Photon?Crystal?Fiber,?PCF)以獲得寬光譜飛秒激光輸出.?PCF產生的超連續譜輸出分成兩部分,?其中一部分作為第一斯托克斯激發光,?另一部分經過半波片改變其偏振角度后作為第二斯托克斯激發光.?飛秒CARS探針光與其分束泵浦PCF產生的二束超連續譜斯托克斯激發光三者偏振干涉,?經偏振分析器提取某一方向的偏振分量與選擇干涉加強的峰峰值,?可獲得寬光譜高對比度CARS顯微圖像.?對于具有復雜成分和結構的分子的樣品,?容易獲得其完整的CARS光譜信息。

本發明是這樣來實現的，方法為：飛秒偏振激光器發出的飛秒激光脈沖,經分束器分束后分成CARS探針光與PCF(光子晶體光纖)泵浦光.?PCF泵浦光經顯微物鏡聚焦后進入PCF?,可出射超連續譜激光,?經顯微物鏡擴束后經分束器分成等功率的兩部分：一部分作為第一?Stokes(斯托克斯)激發光；另一部分經半波片生成與第一Stokes激發光偏振方向垂直的第二Stokes激發光．壓電相位調制器可以以一定的交變頻率調節第一Stokes激發光相位(其目的是兩束Stokes激發光分別與探針光同步聚焦到樣品所激發的兩個CARS信號光將被調制且相互干涉,?經偏振分析器提取某一方向的偏振分量與選擇干涉加強的峰峰值,?可消除非共振背景噪聲的影響).?第二Stokes激發光經半波片、反射鏡、光學延遲線(用來調節兩Stokes激發光飛秒脈沖的時域交疊)?后與相位調制后的第一Stokes激發光經偏振分束器合束;?同時,?探針光經光學延遲線?(用來調節與兩激發光飛秒脈沖的時域交疊)、反射鏡、半波片、四分之一波片可獲得與第一Stokes激發光偏振夾角為75度的偏振光再經窄帶濾波片(用以改善飛秒探測光的光譜分辨率)、反射鏡后與合束后的兩Stokes激發光于雙色鏡處合束(探針光全反射,?兩激發光全透鏡).?合束后三個激光束經凸透鏡聚焦于針孔濾波器中心點,?經針孔濾波后,?再經凸透鏡擴束、反射鏡反射后,?經顯微物鏡聚焦于樣品的某一點,?激發出兩個CARS信號,?這兩個CARS信號為偏振相干信號,?經顯微物鏡擴束后,?由偏振鏡選擇合適的角度,?提取某一方向的偏振分量?(并從光電倍增管探測的正弦交變信號中選擇干涉加強對應的峰峰值),可消除CARS信號中非共振背景噪聲.?帶通濾波片可選不同中心波長,?用以匹配不同分子鍵振動所產生的不同波數的CARS信號.?再經凸透鏡聚焦至針孔濾波器中心,?被光電倍增管所探測.?裝置滿足共焦顯微的條件,?有效地提高了空間分辨率.?通過掃描樣品同一聚焦平面不同的點,?最后可獲得CARS顯微圖像。

本發明的技術效果是：消除樣品非共振背景噪聲的影響,?獲得高對比寬譜帶CARS顯微圖像.?對于具有復雜成分和結構的分子的樣品,?容易獲得其完整的CARS光譜信息。

附圖說明

圖1為本發明的原理圖。