[发明专利]一种飞秒激光多模态分子影像系统

权利要求书

1.一种飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，包括超连续谱生成模块、脉冲测量压缩控制模块以及光学显微模块；

所述超连续谱生成模块包括近红外波段生成装置以及具有强非线性的光学媒介，所述近红外波段生成装置用于提供近红外波段脉冲，所述具有强非线性的光学媒介用于经所述近红外波段脉冲激发生成飞秒激光脉冲；所述近红外波段脉冲的中心波长为1010纳米至1100纳米、谱宽小于25纳米；

所述脉冲测量压缩控制模块包括第一光学组件和测量模块，所述第一光学组件用于接收所述飞秒激光脉冲，所述测量模块用于测量系统光路中的色散，并根据测量结果调节第一光学组件参数对所述飞秒激光脉冲进行色散补偿，获得压缩飞秒激光脉冲；

所述光学显微模块包括第二光学组件、样品平台以及第一信号采集装置，所述压缩飞秒激光脉冲经所述第二光学组件后到达所述样品平台，与样品平台上的组织样品作用后生成多模态信号，所述第一信号采集装置用于采集所述多模态信号。

2.根据权利要求1所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述近红外波段生成装置为含镱光纤激光器或者脉冲激光器，所述近红外波段生成装置的脉宽小于1500飞秒；

所述具有强非线性的光学媒介生成的飞秒激光脉冲的光谱范围为750纳米至1300纳米；

所述具有强非线性的光学媒介为双折射光子晶体光纤，所述双折射光子晶体光纤的长度大于45毫米，具有至少5*10^-6的双折射率，并且在可透射波段具有正色散。

3.根据权利要求1所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述第一光学组件为包含主动自适应光学器件的脉冲整形器，所述脉冲整形器包括依次设置的第一光栅、第一凸透镜、液晶空间光调制器、第二凸透镜以及第二光栅，所述第一光栅位于所述第一凸透镜的焦点位置，所述第一凸透镜和所述液晶空间光调制器之间的距离为一倍焦距，所述液晶空间光调制器和所述第二凸透镜之间的距离为一倍焦距，所述第二凸透镜与所述第二光栅之间的距离为一倍焦距。

4.根据权利要求3所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述测量模块包括控制装置、第二信号采集装置以及设置在所述样品平台上的非线性晶体；

所述飞秒激光脉冲经所述脉冲测量压缩控制模块和光学显微模块聚焦至所述非线性晶体产生非线性光谱，所述第二信号采集装置用于采集非线性光谱信号并发送至所述控制装置；

所述控制装置用于控制所述液晶空间光调制器的参数引入已知参考光谱相位函数，通过改变所述已知参考光谱相位函数，测量系统光路的色散函数，并根据所述色散函数调节所述液晶空间光调制器的参数，控制所述飞秒激光脉冲各个波长光谱的相位，以抵消色散。

5.根据权利要求4所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述非线性晶体为BBO晶体或者KDP晶体，所述非线性晶体的厚度为10微米至300微米。

6.根据权利要求4所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述已知参考光谱相位函数包括抛物线函数和正弦函数；所述非线性光谱为二次谐波；

所述控制装置还用于每次改变所述已知参考光谱相位函数时对所述二次谐波进行最大值分析，获得待测色散的二阶导数，对所述二阶导数进行二次积分，获得系统光路的色散函数。

7.根据权利要求6所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述控制装置还用于改变所述脉冲整形器的参数以引入所述色散函数的负函数，控制所述飞秒激光脉冲各个波长光谱的相位，以抵消色散；

所述控制装置还用于判断所述飞秒激光脉冲是否已经接近傅里叶变换极限，如果不是，则再次测量色散函数。

8.根据权利要求1所述的飞秒激光多模态分子影像系统，其特征在于，所述第一光学组件为被动式光学器件，通过调整各被动式光学器件之间的相对距离和相对角度引入已知参考光谱相位函数，测量系统光路的色散函数，并根据所述色散函数调整各被动式光学器件之间的相对距离和相对角度对所述飞秒激光脉冲进行色散补偿。