[發明專利]一種超快全光單發多幅成像裝置

在審

• 申請號: 201811533071.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109444140A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 夏漢定;鄧青華;吳之清;邵婷;石兆華;周曉燕;王鳳蕊;孫來喜;葉鑫;黃進;吳衛東;李波
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

1.一種超快全光單發多幅成像裝置，其特征在于，包括：

啁啾光脈沖產生裝置，用于產生寬譜啁啾飛秒光脈沖；

分光裝置，設置在所述啁啾光脈沖產生裝置的出射光路上，用于將所述寬譜啁啾飛秒光脈沖分為探測光脈沖與參考光脈沖，所述探測光脈沖入射待測樣本后形成待測探測光脈沖，所述參考光脈沖與所述待測探測光脈沖以預設角度合束形成合束光脈沖；

衍射光學元件，設置在所述分光裝置的出射光路上，用于將所述合束光脈沖衍射分離為空間分布的光束陣列；

窄帶干涉濾光片，以預設傾角設置在所述衍射光學元件的出射光路上，用于對所述光束陣列進行干涉濾波，得到時間-波長映射脈沖序列；所述時間-波長映射脈沖序列由多個不同中心波長的光脈沖構成；

成像元件，設置在所述窄帶干涉濾光片的出射光路上，用于使所述時間-波長映射脈沖序列成像，得到多幅不同中心波長的干涉條紋圖像；

所述分光裝置包括：第一透鏡、小孔光闌、第二透鏡、第一分光鏡、第二分光鏡、第一延遲元件、第一反光鏡、第二反光鏡、第三反光鏡、第三分光鏡、第二延遲元件、第三延遲元件、第四反光鏡、第四分光鏡、第五分光鏡、第三透鏡和第四透鏡；

所述第一透鏡設置在所述啁啾光脈沖產生裝置的出射光路上，所述寬譜啁啾飛秒光脈沖依次經過所述第一透鏡、所述小孔光闌、所述第二透鏡和所述第一分光鏡，所述第一分光鏡用于將所述寬譜啁啾飛秒光脈沖分為探測光脈沖與參考光脈沖；

所述第二分光鏡設置在所述探測光脈沖的出射光路上，用于將所述探測光脈沖分為第一探測光脈沖和第二探測光脈沖；所述第一探測光脈沖經所述第一延遲元件入射至所述待測樣本的非泵浦激發區域，形成第一待測探測光脈沖，所述第二探測光脈沖依次經過所述第一反光鏡、所述第二反光鏡和所述第三反光鏡后入射至所述待測樣本的泵浦激發區域，形成第二待測探測光脈沖；

所述第三分光鏡設置在所述參考光脈沖的出射光路上，用于將所述探測光脈沖分為第一參考光脈沖和第二參考光脈沖；所述第一參考光脈沖經所述第二延遲元件入射至所述第四分光鏡，所述第二參考光脈沖依次經過所述第三延遲元件和所述第四反光鏡入射至所述第五分光鏡；

所述第四分光鏡設置在所述第一待測探測光脈沖與所述第一參考光脈沖的相交處，用于將所述第一待測探測光脈沖與所述第一參考光脈沖合束形成第一合束光脈沖；所述第一合束光脈沖經所述第三透鏡后入射至所述衍射光學元件；

所述第五分光鏡設置在所述第二待測探測光脈沖與所述第二參考光脈沖的相交處，用于將所述第二待測探測光脈沖與所述第二參考光脈沖合束形成第二合束光脈沖；所述第二合束光脈沖經所述第四透鏡后入射至所述衍射光學元件。

2.根據權利要求1所述的一種超快全光單發多幅成像裝置，其特征在于，還包括：

處理器，用于獲取所有的干涉條紋圖像，并對各所述干涉條紋圖像分別進行處理，得到各所述干涉條紋圖像對應的待測樣本的瞬態圖像信息。

3.根據權利要求2所述的一種超快全光單發多幅成像裝置，其特征在于，

所述處理器包括：

光場重建模塊，用于依據所有的干涉條紋圖像重建各所述干涉條紋圖像對應中心波長處的光場；

信息提取模塊，用于通過將各所述干涉條紋圖像對應中心波長處的光場進行對比，提取各所述干涉條紋圖像對應的待測樣本的瞬態圖像信息。

4.根據權利要求3所述的一種超快全光單發多幅成像裝置，其特征在于，所述光場重建模塊包括：

第一變換單元，用于對各所述干涉條紋圖像分別進行二維傅里葉變換，得到多個第一變換圖像；

載波項提取單元，用于提取各所述第一變換圖像的高頻載波項；

第二變換單元，用于對各所述第一變換圖像的高頻載波項分別進行二維傅里葉逆變換，得到多個第二變換圖像；

光場重建單元，用于依據各所述第二變換圖像重建各所述干涉條紋圖像對應中心波長處的光場。