[發明專利]一種飛秒激光多模態分子影像系統

有效

• 申請號: 201710916860.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107462336B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 徐炳蔚;朱欣
• 申請（專利權）人: 飛秒激光研究中心（廣州）有限公司
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00;G01N21/71
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 江錦利

1.一種飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，包括超連續譜生成模塊、脈沖測量壓縮控制模塊以及光學顯微模塊；

所述超連續譜生成模塊包括近紅外波段生成裝置以及具有強非線性的光學媒介，所述近紅外波段生成裝置用于提供近紅外波段脈沖，所述具有強非線性的光學媒介用于經所述近紅外波段脈沖激發生成飛秒激光脈沖；所述近紅外波段脈沖的中心波長為1010納米至1100納米、譜寬小于25納米；

所述脈沖測量壓縮控制模塊包括第一光學組件和測量模塊，所述第一光學組件用于接收所述飛秒激光脈沖，所述測量模塊用于測量系統光路中的色散，并根據測量結果調節第一光學組件參數對所述飛秒激光脈沖進行色散補償，獲得壓縮飛秒激光脈沖；

所述光學顯微模塊包括第二光學組件、樣品平臺以及第一信號采集裝置，所述壓縮飛秒激光脈沖經所述第二光學組件后到達所述樣品平臺，與樣品平臺上的組織樣品作用后生成多模態信號，所述第一信號采集裝置用于采集所述多模態信號。

2.根據權利要求1所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述近紅外波段生成裝置為含鐿光纖激光器或者脈沖激光器，所述近紅外波段生成裝置的脈寬小于1500飛秒；

所述具有強非線性的光學媒介生成的飛秒激光脈沖的光譜范圍為750納米至1300納米；

所述具有強非線性的光學媒介為雙折射光子晶體光纖，所述雙折射光子晶體光纖的長度大于45毫米，具有至少5*10^-6的雙折射率，并且在可透射波段具有正色散。

3.根據權利要求1所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述第一光學組件為包含主動自適應光學器件的脈沖整形器，所述脈沖整形器包括依次設置的第一光柵、第一凸透鏡、液晶空間光調制器、第二凸透鏡以及第二光柵，所述第一光柵位于所述第一凸透鏡的焦點位置，所述第一凸透鏡和所述液晶空間光調制器之間的距離為一倍焦距，所述液晶空間光調制器和所述第二凸透鏡之間的距離為一倍焦距，所述第二凸透鏡與所述第二光柵之間的距離為一倍焦距。

4.根據權利要求3所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述測量模塊包括控制裝置、第二信號采集裝置以及設置在所述樣品平臺上的非線性晶體；

所述飛秒激光脈沖經所述脈沖測量壓縮控制模塊和光學顯微模塊聚焦至所述非線性晶體產生非線性光譜，所述第二信號采集裝置用于采集非線性光譜信號并發送至所述控制裝置；

所述控制裝置用于控制所述液晶空間光調制器的參數引入已知參考光譜相位函數，通過改變所述已知參考光譜相位函數，測量系統光路的色散函數，并根據所述色散函數調節所述液晶空間光調制器的參數，控制所述飛秒激光脈沖各個波長光譜的相位，以抵消色散。

5.根據權利要求4所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述非線性晶體為BBO晶體或者KDP晶體，所述非線性晶體的厚度為10微米至300微米。

6.根據權利要求4所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述已知參考光譜相位函數包括拋物線函數和正弦函數；所述非線性光譜為二次諧波；

所述控制裝置還用于每次改變所述已知參考光譜相位函數時對所述二次諧波進行最大值分析，獲得待測色散的二階導數，對所述二階導數進行二次積分，獲得系統光路的色散函數。

7.根據權利要求6所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述控制裝置還用于改變所述脈沖整形器的參數以引入所述色散函數的負函數，控制所述飛秒激光脈沖各個波長光譜的相位，以抵消色散；

所述控制裝置還用于判斷所述飛秒激光脈沖是否已經接近傅里葉變換極限，如果不是，則再次測量色散函數。

8.根據權利要求1所述的飛秒激光多模態分子影像系統，其特征在于，所述第一光學組件為被動式光學器件，通過調整各被動式光學器件之間的相對距離和相對角度引入已知參考光譜相位函數，測量系統光路的色散函數，并根據所述色散函數調整各被動式光學器件之間的相對距離和相對角度對所述飛秒激光脈沖進行色散補償。