【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于時間門控光譜測量和光學成像的，具體涉及一種時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置及方法。
技術介紹
1、光譜學是通過物質與電磁波之間的相互作用來研究其性質的一種方法。它既是一種通用的基礎科學研究方法，也是一種實用的應用工具，廣泛應用于環境檢測、工業檢驗、臨床醫學、對地探測等諸多領域。光學成像是利用光學系統來獲取目標圖像的技術，在許多領域都有應用，如醫學成像、制造業等。采用脈沖激光器和門控型探測器，可以獲得時間門控(time-gated)光譜和成像。時間門控?(time-gated)?也被稱為時間選通，適用于熒光光譜、拉曼光譜、反斯托克斯光譜、受激拉曼光譜、吸收光譜、激光誘導擊穿光譜，以及其他光譜測量；適用于熒光成像，拉曼成像，以及其他光學成像。時間門控光譜和成像在許多應用中非常重要，例如，時間門控拉曼光譜，時間門控熒光成像等。
2、在基于門控型像增強器的時間門控光譜測量和光學成像系統中，像增強器開啟的時間與信號到達像增強器的時間需要保持一致，這就要求系統的時鐘同步信號穩定。但是由于電子系統中普遍存在溫度漂移，影響同步時鐘的穩定性，進而對系統的穩定性和精度造成影響。
3、同步時鐘的穩定性是時間門控光譜測量和光學成像系統重要的參數指標。在基于門控型像增強器的時間門控光譜測量和光學成像系統中，延時器通過設定合適的延時值，使得門控信號開啟像增強器的時間與光信號到達像增強器的時間保持一致。由于系統無法實時獲取并校正同步時鐘，目前只能通過探測器測量的信號強弱來判斷同步時鐘是否漂移，并且無法確定延
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置及方法，校正基于門控型像增強器的時間門控光譜測量和光學成像系統的同步時鐘，降低電子系統中溫度漂移的影響，提高系統的穩定性，降低測量誤差。
2、為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、本專利技術的一個方面，提供了一種時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，包括脈沖激光器、樣本臺、光譜儀、像增強器、探測器、延時器、門控模塊、控制電腦以及同步校正模塊；
4、所述脈沖激光器用于輸出樣品激發光和同步觸發信號；
5、所述樣品激發光經聚焦光路后聚焦于樣本臺承載的待測樣品處，再經收集光路收集散射光并過濾樣品激發光，依次傳輸至光譜儀、像增強器以及探測器；
6、所述同步觸發信號一路傳輸至同步校正模塊，另一路經延時器、門控模塊傳輸至像增強器；
7、所述延時器用于在同步觸發信號的傳輸過程中引入延時，所述門控模塊用于將延時器輸出信號轉化為控制像增強器工作的門控信號，使得所述門控信號開啟像增強器的時間與樣本受激發后產生的光信號到達像增強器的時間保持一致；
8、所述同步校正模塊通過分壓或者電磁感應的方式檢測門控信號并比較與同步觸發信號的時間差，得到延時調整值；
9、所述控制電腦分別與脈沖激光器、延時器、同步校正模塊以及探測器連接，將延時調整值反饋至延時器進行校正。
10、作為優選的技術方案，所述激光器通過輸出觸發脈沖或將輸出的激光束分束作為同步觸發信號。
11、作為優選的技術方案，所述樣本臺通過三維手動或步進馬達控制。
12、作為優選的技術方案，所述像增強器包括光陰極、微通道板和熒光屏。
13、作為優選的技術方案，所述門控模塊與像增強器的光陰極連接，通過控制像增強器的光陰極產生的光電子的運動狀態來開啟或關閉像增強器。
14、作為優選的技術方案，所述探測器采用二維像素的面陣列探測器，包括iccd相機、icmos相機以及spad陣列中的一種。
15、作為優選的技術方案，所述同步校正模塊通過分壓方式檢測門控信號，具體為：
16、設置一耦合器，所述耦合器的輸入端口與門控模塊連接，所述耦合器的輸出端口分別與像增強器模塊、同步校正模塊連接，同步校正模塊獲取的門控信號通過示波器或者采集卡測量。
17、作為優選的技術方案，所述同步校正模塊通過電磁感應的方式檢測門控信號，具體為：
18、在門控模塊和像增強器的連接電線上纏繞感應線圈，獲取的門控信號通過示波器或者采集卡測量。
19、作為優選的技術方案，所述同步校正模塊檢測門控信號并比較與同步觸發信號的時間差，得到延時調整值，具體為：
20、在t1時刻，門控信號與脈沖激光器同步信號的時間相差δt1，在t2時刻，門控信號與脈沖激光器同步信號的時間相差δt2，則延時調整值δt=δt2-δt1。
21、本專利技術的一個方面，提供了一種時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正方法，應用上述的一種時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，包括以下步驟：
22、啟動脈沖激光器，輸出樣品激發光并經聚焦光路后聚焦于樣本臺承載的待測樣品處，通過收集光路收集散射光并過濾樣品激發光，依次傳輸至光譜儀、像增強器以及探測器；同時脈沖激光器輸出兩路同步觸發信號，其中一路傳輸至同步校正模塊，另一路經延時器、門控模塊傳輸至像增強器；
23、所述同步校正模塊通過分壓或者電磁感應的方式檢測門控信號并比較與同步觸發信號的時間差，得到延時調整值，并反饋至控制電腦；
24、控制電腦將延時調整值傳輸至延時器，在同步觸發信號的傳輸過程中引入延時，使得開啟像增強器的時間與樣本受激發后產生的光信號到達像增強器的時間保持一致。
25、本專利技術與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：
26、（1）本專利技術使用同步校正模塊獲取觸發像增強器的門控信號，利用示波器等設備或器件實時測量門控信號，將延時調整值反饋給延時器調節延時，完成系統同步時鐘校正。該裝置及方法降低了電子系統中溫度漂移的影響，提高了系統的穩定性，降低測量誤差。
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1.時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，包括脈沖激光器、樣本臺、光譜儀、像增強器、探測器、延時器、門控模塊、控制電腦以及同步校正模塊；
2.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述激光器通過輸出觸發脈沖或將輸出的激光束分束作為同步觸發信號。
3.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述樣本臺通過三維手動或步進馬達控制。
4.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述像增強器包括光陰極、微通道板和熒光屏。
5.根據權利要求4所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述門控模塊與像增強器的光陰極連接，通過控制像增強器的光陰極產生的光電子的運動狀態來開啟或關閉像增強器。
6.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述探測器采用二維像素的面陣列探測器，包括ICCD相機、ICMOS相機以及SPAD陣列中的一種。<...
【技術特征摘要】
1.時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，包括脈沖激光器、樣本臺、光譜儀、像增強器、探測器、延時器、門控模塊、控制電腦以及同步校正模塊；
2.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述激光器通過輸出觸發脈沖或將輸出的激光束分束作為同步觸發信號。
3.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述樣本臺通過三維手動或步進馬達控制。
4.根據權利要求1所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述像增強器包括光陰極、微通道板和熒光屏。
5.根據權利要求4所述的時間門控光譜測量和光學成像系統同步時鐘校正裝置，其特征在于，所述門控模塊與像增強器的光陰極連接，通過控制像增強器的光陰極產生的光電子的運動狀態來開啟或關閉像增強器。
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王振友，王碧霄，馮浩恒，方廣有，
申請(專利權)人：廣東大灣區空天信息研究院，
類型：發明
國別省市：
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