[發明專利]頻譜高分辨相干反斯托克斯拉曼散射光源實現方法

有效

• 申請號: 201810306538.3
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108565670B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 楊康文;蔣杰世;沈悅;郝強;曾和平
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01S3/108
• 分類號: H01S3/108;H01S3/067;H01S3/30;G02F1/35
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;徐穎

本發明涉及一種頻譜高分辨相干反斯托克斯拉曼散射光源實現方法，泵浦源部分被分成n+1份，一份泵浦光通過1個光參量振蕩器產生所需的信號光，其他n份泵浦光依次與傳遞的信號光結合依次通過n個光參量放大器將信號光不斷功率放大，譜寬壓窄，從而實現頻譜高分辨CARS光源。利用光子晶體光纖的四波混頻效應實現光學頻率轉換，通過選用不同的光子晶體光纖，實現不同波段的CARS光源輸出；光參量放大器對特定波長范圍的信號放大，選擇光子晶體光纖類型，相當于增加光譜濾波的作用，能實現窄譜寬的激光，提高CARS光譜分析的頻率分辨率；同源參量振蕩器和級聯式光參量放大器選擇相同的參量介質，保持參量信號光的相干性，提高激光的信噪比。

技術領域

本發明涉及一種激光技術，特別涉及一種頻譜高分辨相干反斯托克斯拉曼散射光源實現方法。

背景技術

自1965年美國科學家首次發現CARS現象以來，CARS技術就因信號強度比自發拉曼散射提高了10⁶～10⁹而備受關注。1982年美國海軍實驗室科學家將CARS技術與光學顯微鏡結合，使CARS顯微成像技術廣泛應用于生物學、醫學等領域的研究。1999年美國國家實驗室將相干反斯托克斯拉曼散射CARS的光源裝置布局由非共線裝置轉為共線裝置，簡化了CARS顯微成像系統，引發了CARS顯微成像的研究熱潮。近年來，CARS顯微成像技術被廣泛用于對脂類、蛋白質和核酸的選擇性成像，成為生物組織可視化研究的重要手段。

目前普遍使用的CARS光源是基于鈦藍寶石的固體激光器或倍頻Nd：YVO₄激光器同步泵浦的光學參量振蕩器(OPO)，這些光源體積龐大，價格昂貴，需要專業人員的定期維護，這限制了CARS成像技術在實驗室以外場所的應用。光纖激光器因其體積小巧，性能穩定，光束質量好，價格合理，無需對準及維護的優點備受研究人員的青睞，以光纖激光器作為CARS成像光源的相關研究近年來發展迅速，但多基于光纖中的孤子自頻移、自相位調制等效應，輸出波長、光譜寬度受限，無法實現高分辨CARS光源。

為實現頻譜高分辨CARS光源，可以通過使用倍頻晶體作為光學頻率轉換的介質，產生所需的信號光。但是倍頻晶體的倍頻效率與溫度相關，因此需要保持在恒溫的條件下。且使用倍頻晶體難以實現信號光的波長調諧。因此，迫切需要一種新方法，既能夠保證輸出波長的調諧性，還能保證頻譜高分辨的CARS光源。

發明內容

本發明是針對實現頻譜高分辨CARS光源存在的問題，提出了一種頻譜高分辨相干反斯托克斯拉曼散射光源實現方法，泵浦源部分被分成n+1份，一份泵浦光通過1個光參量振蕩器產生所需的信號光，其他n份泵浦光依次與傳遞的信號光結合依次通過n個光參量放大器將信號光不斷功率放大，譜寬壓窄，從而實現頻譜高分辨CARS光源。