[发明专利]光纤式双模态成像系统及光纤式双模态成像方法

说明书

一种光纤式双模态成像系统及光纤式双模态成像方法，所述光纤式双模态成像系统包括：用于发出激光脉冲的光纤激光器；与光纤激光器连接，用于传输激光脉冲的光纤传输模块；用于将激光脉冲进行分束得到太赫兹激光脉冲和荧光激光脉冲的第一分束器；用于对太赫兹激光脉冲进行分束和传输以得到太赫兹波，并将太赫兹波与样品发生作用以获得太赫兹信号的太赫兹模块；用于接收荧光激光脉冲，并将荧光激光脉冲聚焦在样品以产生荧光信号的荧光模块；以及与太赫兹模块和荧光模块连接，用于对太赫兹信号和荧光信号进行耦合以获取样品的多维信息的成像设备；光纤式双模态成像系统将太赫兹和荧光两种成像模式进行紧密耦合，可同时获得多维高分辨率样品信息。

技术领域

本发明属于太赫兹波成像技术领域，尤其涉及一种光纤式双模态成像系统及光纤式双模态成像方法。

背景技术

太赫兹波是一种电磁波，由于太赫兹波具有特定的频率，许多非极性材料对于太赫兹波的吸收程度较小，通过太赫兹波能够探测材料的内部空间结构以及材料的组成成分，并且在对材料进行检测的过程中不会对于材料的结构造成损坏；因此太赫兹波被广泛地应用在材料的分析和鉴别等各个工业技术领域；太赫兹波与各种物理材料发生相互作用后，经过材料辐射出的太赫兹波携带了各种材料的物理信息，进而根据太赫兹波就可实现对于物理材料的细微变化进行精确监控；所述太赫兹波可用于物品鉴定、材料学、安全检查等各个领域，给人们的生活带来了极大地便利，并且太赫兹波成像技术也成为目前技术人员的重点研究方向。

另一方面，荧光成像也是一种应用较广的成像技术，具有成像成本低廉、对于目标物的轮廓检测和成像较为清晰的优点；然而在传统技术对于物品进行成像、识别过程中，无论是太赫兹波成像还是荧光成像等，其光传输方式都采用自由空间光传输，这种光传输抖动和光学镜片的偏差会导致系统的稳定性较差，且光成像系统偏于臃肿，集成化程度较低，电路系统的集成化程度较低，不利于实际应用；另外，传统的太赫兹波成像系统和荧光成像系统均为独立系统，无法同时满足实际应用过程中的大尺度和高分辨率的需求，且获得的样品信息单一，进而极大地限制了太赫兹波成像技术和荧光成像技术的发展和应用，并且对于材料的结构检测精度和效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种光纤式双模态成像系统及光纤式双模态成像方法，旨在解决传统的技术方案对于物体进行太赫兹波成像或者荧光成像时，光成像系统偏于臃肿、稳定性差、集成化程度较低、检测精度和成像分辨率较低、以及无法同时获取多维信息等方面的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种光纤式双模态成像系统，包括：

用于发出激光脉冲的光纤激光器；

与所述光纤激光器连接，用于传输所述激光脉冲的光纤传输模块；

与所述光纤传输模块连接，用于将所述激光脉冲进行分束得到太赫兹激光脉冲和荧光激光脉冲的第一分束器；

与所述第一分束器连接，用于对所述太赫兹激光脉冲进行分束和传输以得到太赫兹波，并将所述太赫兹波与样品发生作用以获得太赫兹信号的太赫兹模块；

与所述第一分束器连接，用于接收所述荧光激光脉冲，并将所述荧光激光脉冲聚焦在所述样品以产生荧光信号的荧光模块；以及

与所述太赫兹模块和所述荧光模块连接，用于对所述太赫兹信号和所述荧光信号进行耦合以获取所述样品的多维信息的成像设备。

在其中的一个实施例中，所述光纤传输模块包括：多条依次连接的、用于传输所述激光脉冲的第一传输光纤；

所述太赫兹模块包括：多条依次连接的，用于传输所述太赫兹激光脉冲的第二传输光纤；

所述荧光模块包括：多条依次连接的，用于传输所述荧光激光脉冲的第三传输光纤。

在其中的一个实施例中，所述光纤传输模块还包括：