[发明专利]自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统、其方法及显微镜

权利要求书

1.一种自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于，所述显微镜系统包括：飞秒激光前端模块、脉冲展宽放大模块、脉冲压缩模块、光谱展宽滤波模块和多光子显微镜模块，所述脉冲压缩模块包括第一脉冲压缩模块和第二脉冲压缩模块；其中，

所述飞秒激光前端模块的输出端与所述脉冲展宽放大模块的输入端相连，所述脉冲展宽放大模块的输出端与所述第一脉冲压缩模块的输入端相连，所述第一脉冲压缩模块输出端与所述光谱展宽滤波模块输入端相连，所述光谱展宽滤波模块的输出端与所述第二脉冲压缩模块的输入端相连，所述第二脉冲压缩模块的输出端与所述多光子显微镜模块的输入端相连；

优选地，所述飞秒激光前端模块用于输出超短脉冲序列，所述脉冲展宽放大模块用于对输入脉冲引入色散进行脉宽展宽然后进行功率放大，所述第一脉冲压缩模块用于对从脉冲展宽放大模块输出端输出的脉冲进行色散补偿，所述光谱展宽滤波模块用于对第一脉冲压缩模块输出的脉冲利用自相位调制效应展宽光谱然后对所需波段进行滤波，所述第二脉冲压缩模块用于对从光谱展宽滤波模块输出端输出的脉冲进行色散补偿，所述多光子显微镜模块被第二脉冲压缩模块输出的脉冲驱动用于对样品进行成像。

2.根据权利要求1所述的自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于：所述飞秒激光前端模块包括振荡器；其中，

所述飞秒激光前端模块输出飞秒脉冲序列的重复频率为40～45MHz，最优选为43MHz；

所述飞秒激光前端模块中的振荡器发射的超短脉冲序列中心波长范围为1μm～1.06μm，最优选为1.04μm；和/或

所述振荡器选为光纤激光振荡器或固态激光振荡器，优选为掺镱光纤激光振荡器，进一步优选为锁模的掺镱光纤激光振荡器；

优选地，所述锁模的方式选自以下一种或多种：半导体可饱和吸收镜、非线性偏振旋转、非线性光学环形镜，最优选为半导体可饱和吸收镜；

进一步优选地，所述锁模的掺镱光纤激光振荡器为基于半导体可饱和吸收镜锁模的掺镱光纤激光振荡器。

3.根据权利要求1或2所述的自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于：所述脉冲展宽放大模块包括光纤隔离器、光纤展宽器、空间隔离器和两级光纤放大器；

优选地，所述脉冲展宽放大模块还包括泵浦激光源、波分复用器、准直器、半波片；和/或

优选地，所述飞秒激光前端模块发射的超短脉冲序列经过光纤展宽器和光纤放大器后脉冲平均功率被放大到5～7W，更优选为5～6W。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于：所述脉冲压缩模块包括色散补偿器件；

优选地，所述色散补偿器件为光栅对和/或棱镜对，进一步优选为光栅对；

更优选地，所述脉冲压缩模块包括反射镜和透射光栅对；

进一步优选地，所述透射光栅对平行放置，并且其中一个透射光栅安装于可调位移平台上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于：经脉冲展宽放大模块输出的脉冲序列无阻挡的射向所述脉冲压缩模块的色散补偿器件，再经过第二平面反射镜折返并降低高度后再次透过所述色散补偿器件，在第一平面反射镜上反射输出压缩脉冲。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于：所述的光谱展宽滤波模块包括：反射镜、半波片、挡光板、偏振分束器、非球面透镜、光谱旁瓣滤波光纤和光学滤波器；

优选地，所述光谱旁瓣滤波光纤为大模场光子晶体光纤或单模光子晶体光纤，进一步优选为大模场光子晶体光纤-8(LMA-8)或单模光子晶体光纤-12(ESM-12)，最优选为单模光子晶体光纤-12(ESM-12)；

更优选地，所述单模光子晶体光纤-12的长度为5～10cm，进一步优选为5～7cm，最优选为5.5cm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自相位调制光谱选择驱动的显微镜系统，其特征在于：所述多光子显微镜模块包括：半波片、挡光板、偏振分束器和多光子显微镜。