【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及超快成像，具體涉及一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置。
技術(shù)介紹
1、超快成像是人們研究的熱點(diǎn)之一，尤其適用于一些極其短暫的、普通手段難以探測(cè)的過程。典型應(yīng)用包括激光與等離子體相互作用、光合作用等瞬時(shí)現(xiàn)象的實(shí)時(shí)捕捉。現(xiàn)有的超快成像技術(shù)包括光譜編碼、頻域全息、空間編碼以及壓縮超快成像等，其中泵浦-探針成像技術(shù)因其簡(jiǎn)單可靠而得到廣泛應(yīng)用。此外，時(shí)空信息的頻譜編碼技術(shù)也成為研究熱點(diǎn)之一。
2、在超快成像技術(shù)當(dāng)中，泵浦-探針成像技術(shù)簡(jiǎn)單可靠，而另外一類較為特殊的就是時(shí)空信息的頻譜編碼技術(shù)。而在頻譜編碼之前就需要從時(shí)間角度的編碼來實(shí)現(xiàn)，即使用具有不同時(shí)間延遲的多個(gè)脈沖，即時(shí)序光，以不同的方位角照亮超快過程。在實(shí)現(xiàn)頻譜編碼之前，需要通過時(shí)間編碼方式生成具有不同時(shí)間延遲的多個(gè)脈沖，構(gòu)建時(shí)序光束來照亮和探測(cè)超快過程。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，脈沖前沿傾斜技術(shù)成為一種有效手段，通過對(duì)脈沖前沿的調(diào)控，生成多束時(shí)序光，這些時(shí)序光束可以被用于捕捉和成像超快事件。
3、目前，基于脈沖前沿傾斜技術(shù)的時(shí)序光束生成方法仍有一定的局限性，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)復(fù)雜性高、結(jié)構(gòu)不夠緊湊、圖像幀分離困難等方面。因此，如何有效且高效地生成多束時(shí)序光，并結(jié)合空間坐標(biāo)變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)超快成像的高效圖像分離，是當(dāng)前技術(shù)中的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于脈沖前沿產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，用于超快物體的超快成像應(yīng)用，該裝置能夠高效地生成多束時(shí)序光，與超快物體發(fā)生作用，從而實(shí)現(xiàn)超
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供了一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，包括：
4、長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)，用于產(chǎn)生長(zhǎng)橢圓光束；
5、前沿傾斜脈沖產(chǎn)生系統(tǒng)，用于基于長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)所輸出的長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生前沿傾斜的脈沖；
6、時(shí)序光束產(chǎn)生系統(tǒng)，用于通過多孔光闌將前沿傾斜的脈沖分成多束時(shí)序光。
7、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)包括第一凸透鏡、第二凸透鏡、第一柱透鏡和第二柱透鏡，用于將進(jìn)入長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的高斯脈沖轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)橢圓光束。其中，所述高斯脈沖依次通過長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的第一凸透鏡、第二凸透鏡、第一柱透鏡和第二柱透鏡，形成長(zhǎng)橢圓光束。
8、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，光纖飛秒激光器產(chǎn)生進(jìn)入長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的高斯脈沖，波長(zhǎng)為1030nm，脈沖寬度為百飛秒量級(jí)。
9、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述多束時(shí)序光為時(shí)序光產(chǎn)生系統(tǒng)輸出的多束激光脈沖信號(hào)，時(shí)序光束帶有不同的時(shí)間延時(shí)，利用產(chǎn)生的多束時(shí)序光可與超快事件作用。
10、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)中第一凸透鏡的焦距為200mm，第二凸透鏡的焦距為50mm，第一柱透鏡焦距為50mm，第二柱透鏡焦距為400mm。
11、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述第一凸透鏡與第二凸透鏡的鏡面相互平行，距離為250mm，第一凸透鏡的凸面與光束前進(jìn)方向相反，第二凸透鏡的凸面與光束前進(jìn)方向一致；
12、所述第一柱透鏡與第二柱透鏡的鏡面相互平行，第一柱透鏡與第二柱透鏡相隔450mm，第一柱透鏡x，y軸與第二柱透鏡x，y軸夾角為0；第一柱透鏡的凸面與光束前進(jìn)方向相反，第二柱透鏡的凸面與光束前進(jìn)方向一致。
13、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述前沿傾斜脈沖產(chǎn)生系統(tǒng)包括一個(gè)等邊棱鏡，所述等邊棱鏡材質(zhì)為h-zf13，尺寸為40×40×40mm3，所述長(zhǎng)橢圓光束以預(yù)定入射角水平入射到等邊棱鏡，使長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生脈沖前沿傾斜。
14、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述時(shí)序光束產(chǎn)生系統(tǒng)包括一個(gè)小孔陣列光闌，光闌為40×50mm2的矩形光闌，光闌中孔呈線性排列，中心孔位于矩形光闌的對(duì)角線相交處，孔直徑為0.5mm，孔間隔為3mm，依次沿水平方向排列。
15、在上述技術(shù)方案中，本專利技術(shù)提供的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，有益效果為：
16、本專利技術(shù)基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，利用脈沖前沿傾斜技術(shù)產(chǎn)生多束時(shí)序光后，與超快事件作用，得到干涉圖可利用脈沖沿傾斜技術(shù)結(jié)合空間坐標(biāo)變換技術(shù)，構(gòu)建空間和時(shí)間線性關(guān)聯(lián)的時(shí)空耦合光場(chǎng)，再利用傅里葉濾波技術(shù)就能分離各幀圖像，通過選擇合適的小孔陣列能夠靈活調(diào)控畫幅數(shù)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、可靠性高。另外，采用偽隨機(jī)編碼掩膜版替代小孔陣列，有望實(shí)現(xiàn)二維空間-一維時(shí)間的連續(xù)掃描成像。本專利技術(shù)產(chǎn)生的多束時(shí)序光可與超快事件進(jìn)行干涉，得到干涉圖樣后，構(gòu)建空間和時(shí)間線性關(guān)聯(lián)的時(shí)空耦合光場(chǎng)作為單次超快成像的相干快門。利用這種時(shí)空關(guān)聯(lián)性能夠?qū)崿F(xiàn)多幅成像之間的時(shí)間-空間頻率編碼，采集的圖像利用傅里葉濾波技術(shù)就能分離各幀圖像，從而實(shí)現(xiàn)超快成像。
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1.一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)包括第一凸透鏡、第二凸透鏡、第一柱透鏡和第二柱透鏡，用于將進(jìn)入長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的高斯脈沖轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)橢圓光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，該裝置中采用光纖飛秒激光器產(chǎn)生進(jìn)入長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的高斯脈沖，脈沖寬度為百飛秒量級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述多束時(shí)序光為時(shí)序光產(chǎn)生系統(tǒng)輸出的多束激光脈沖信號(hào)，時(shí)序光束帶有不同的時(shí)間延時(shí)，利用產(chǎn)生的多束時(shí)序光與超快事件作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)中第一凸透鏡的焦距為200mm，第二凸透鏡的焦距為50mm，第一柱透鏡焦距為50mm，第二柱透鏡焦距為400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述第一柱透鏡與第二柱透鏡的鏡面相互平行，第一柱透鏡x，y軸與第二柱透鏡x，y軸夾角為0；第一柱透鏡的凸面與光束前進(jìn)方向相反，第二柱透鏡的凸面與光束前進(jìn)方向一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述前沿傾斜脈沖產(chǎn)生系統(tǒng)包括一個(gè)等邊棱鏡，所述長(zhǎng)橢圓光束以預(yù)定入射角水平入射到等邊棱鏡，使長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生脈沖前沿傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述時(shí)序光束產(chǎn)生系統(tǒng)包括一個(gè)小孔陣列光闌，光闌中孔呈線性排列，中心孔位于矩形光闌的對(duì)角線相交處，依次沿水平方向排列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述光闌為矩形光闌。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)包括第一凸透鏡、第二凸透鏡、第一柱透鏡和第二柱透鏡，用于將進(jìn)入長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的高斯脈沖轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)橢圓光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，該裝置中采用光纖飛秒激光器產(chǎn)生進(jìn)入長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)的高斯脈沖，脈沖寬度為百飛秒量級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述多束時(shí)序光為時(shí)序光產(chǎn)生系統(tǒng)輸出的多束激光脈沖信號(hào)，時(shí)序光束帶有不同的時(shí)間延時(shí)，利用產(chǎn)生的多束時(shí)序光與超快事件作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于脈沖前沿傾斜產(chǎn)生多束時(shí)序光的裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)橢圓光束產(chǎn)生系統(tǒng)中第一凸透鏡的焦距為200mm，第二凸透鏡的焦距為50mm，第一柱透鏡焦距為50mm，第二柱透鏡焦距為400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡懿，賴永鑫，王文鍇，阮子豪，鐘紅梅，曾選科，陸小微，徐世祥，李景鎮(zhèn)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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