高能飛秒光纖激光器與大模場光波導中的孤子自頻移效應結合可以產(chǎn)生脈寬窄、能量高的寬帶可調(diào)諧飛秒孤子脈沖,特別適合多光子顯微成像技術。目前,除了常規(guī)性的多光子成像應用外,利用這種技術產(chǎn)生的飛秒脈沖光源已經(jīng)成功用于深層組織成像以及多色成像領域。然而,孤子自頻移光源在這兩個領域的應用并非完善,依然存在進一步優(yōu)化的可能。在深層成像領域,研究表明1700nm波段是孤子光源在生物深層組織中的最優(yōu)穿透波段。但其存在的問題是隨著多光子信號在深處消耗殆盡,多光子顯微成像的深度已經(jīng)達到了極限。從光源角度進行考慮,主要是由于現(xiàn)有光子晶體棒輸出的能量已經(jīng)達到最大值。在多色成像領域,多色脈沖光源之間的波長間隔無法連續(xù)調(diào)諧,妨礙了對不同熒光標記物的觀察。針對上述兩種成像用光源存在的問題,本論文開展了以下研究工作:(1)為了進一步提升孤子光源的功率水平,我們建造了偏振復用光源系統(tǒng)。從偏振復用光源系統(tǒng)共線輸出的兩束正交偏振孤子脈沖具有相似的波長,脈寬以及能量,而且在自由空間中存在著時間延遲,即相當于一束重復頻率加倍的飛秒脈沖光源。與單一偏振的成像光源相比,這種重復頻率加倍的飛秒脈沖光源也使得成像光源功率加倍,在多光子成...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒言
    1.1 多光子顯微成像技術(MPM)的原理及其發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 多光子顯微成像技術的光源需求
        1.2.1 滿足深層成像需求的1700nm波段高能飛秒脈沖光源
        1.2.2 滿足多色成像需求的多色飛秒脈沖光源
    1.3 論文主要內(nèi)容
第二章 孤子自頻移效應(SSFS)以及基于孤子自頻移效應的多光子顯微成像光源
    2.1 孤子自頻移效應
        2.1.1 光孤子
        2.1.2 孤子自頻移效應
        2.1.3 光波導材料
        2.1.4 孤子自頻移效應的應用
    2.2 基于孤子自頻移效應的多光子顯微成像光源
    2.3 基于孤子自頻移效應的多光子顯微成像光源的優(yōu)化方案
第三章 偏振復用光源系統(tǒng)的建造及其在多光子顯微成像中的應用
    3.1 偏振復用光源系統(tǒng)的設計依據(jù)
    3.2 基于無保偏結構光子晶體棒(PC rod)的偏振復用光源系統(tǒng)建造及其成像應用
        3.2.1 實驗裝置建造
        3.2.2 飛秒脈沖光源的產(chǎn)生
        3.2.3 三光子熒光成像應用
    3.3 基于保偏大模場光纖(LMA)的偏振復用光源系統(tǒng)建造及其成像應用
        3.3.1 實驗裝置建造
        3.3.2 飛秒脈沖光源的產(chǎn)生
        3.3.3 二次諧波成像應用
    3.4 實驗結果分析與總結
第四章 雙色孤子光源系統(tǒng)的建造及其在多光子顯微成像中的應用
    4.1 雙色孤子光源系統(tǒng)的設計依據(jù)
        4.1.1 預啁啾調(diào)節(jié)技術
        4.1.2 基于啁啾脈沖放大系統(tǒng)的飛秒光纖激光器(FLCPA)
    4.2 雙色孤子光源系統(tǒng)的實驗裝置建造
        4.2.1 雙色孤子光源系統(tǒng)的實驗裝置
        4.2.2 泵浦光脈寬與雙色孤子波長的關系
        4.2.3 泵浦光脈寬與雙色孤子波長間隔可調(diào)諧范圍的關系
    4.3 熒光珠子的雙色三光子成像
        4.3.1 成像系統(tǒng)以及雙色孤子光源要求
        4.3.2 成像應用
    4.4 實驗結果分析與總結
第五章 全文總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3801858