[发明专利]显微成像系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像领域，特别涉及一种显微成像系统及方法。

背景技术

串行时域编码放大显微成像是一种新颖的光成像技术，它可以实现实时高帧速率（大于1MHz）成像。然而，这种具有兆赫兹帧速率的成像系统仅能捕捉超过纳秒时间分辨率的短暂瞬态现象。为了有效地打开时间分辨率低于纳秒级的微观世界，超速实时成像系统的帧速率需要千兆赫的量级。

目前的STEAM技术是使用被动锁模光脉冲源（也称作被动锁模激光器）来做成像系统的光源，使用被动锁模光脉冲源，由于成像速度受到锁模光脉冲源的脉冲重复率限制，并且，一般情况下，被动锁模光脉冲源的脉冲重复率低于100MHz，因此成像速率低。所以，如何提高帧速率是当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种显微成像系统及方法，能够提高帧速率。

本发明实施例采用如下技术方案：

本实施例提供一种显微成像系统，包括：

脉冲源，用于发出光脉冲；

调制器，用于调制所述光脉冲；

放大模块，用于对调制后的光脉冲信号进行放大；

光链路模块，用于将放大后的脉冲信号聚焦至目标样本，在所述目标样本成像；

所述脉冲源是主动锁模光脉冲源。

可选的，所述系统还包括，非线性扩频介质，用于扩展所述主动锁模光脉冲源的频谱宽度。

可选的，脉冲源发出10GHz超短脉冲，所述调制器将10GHz超短脉冲重复率调制到1GHz，生成时域波形。

可选的，所述放大模块通过具有657ps/nm色散值的光纤连接所述光链路模块，所述光纤将传输的管脉冲在时域上进行色散。

可选的，所述放大模块包括掺铒光纤放大器和/或拉曼放大器。

可选的，所述目标样本光线条尺寸为250微米×30微米

可选的，所述光链路模块包括：1/2λ偏光器，1/4λ偏光器、衍射光栅、透镜；

放大模块3放大后的脉冲信号依次经过1/2λ偏光器，1/4λ偏光器、衍射光栅、透镜聚焦至目标样本。

可选的，还包括：置于所述光链路模块前端的光学循环器，光学循环器与带宽示波器链接，所述带宽示波器7实时获取所述光学循环器6转换的脉冲信息，完成图像重构。

可选的，所述脉冲源发出的光脉冲具有10dB带宽为1.5nm，脉冲重复率为10GHz，时域脉宽2ps。

可选的，还包括：光电探测器；所述光电探测器通过光环形器接收从所述目标样本反射回的具有样本空间信息的光脉冲。

基于上述技术方案，本发明实施例的显微成像系统脉冲源发出光脉冲，调制器调制所述光脉冲，放大模块对调制后的光脉冲信号进行放大，光链路模块将放大后的脉冲信号聚焦至目标样本，在所述目标样本成像，从而能够提高帧速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种显微成像系统的结构示意图；

图2a为本发明实施例2提供的一种波形示意图；

图2b为本发明实施例2提供的另一种波形示意图；

图2c为本发明实施例2提供的一种图像示意图；

图2d为本发明实施例2提供的另一种图像示意图。

附图中：1为脉冲源，2为调制器，3为放大模块，4为光链路模块，5为目标样本，6为光学循环器，7为带宽示波器，8为非线性扩频介质，31为掺铒光纤放大器，32为拉曼放大器，41为1/2λ偏光器，42为1/4λ偏光器、43为衍射光栅、44为透镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种显微成像系统，包括：

脉冲源1，用于发出光脉冲；

调制器2，用于调制所述光脉冲；

放大模块3，用于对调制后的光脉冲信号进行放大；