非準(zhǔn)直激光入射下聲光偏轉(zhuǎn)器的衍射光性質(zhì)研究.pdf

1、研究大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能是當(dāng)前神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有分布廣、結(jié)構(gòu)精細(xì)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)對獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能信息帶來了很大困難，也因此目前人們?nèi)詫ι窠?jīng)信號的處理和整合過程缺乏深刻而直觀的認(rèn)識。基于聲光偏轉(zhuǎn)器的快速無慣性掃描技術(shù)具有速度快、精度高的特點(diǎn)，近年來在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能研究中有了很好的應(yīng)用。
　　然而聲光偏轉(zhuǎn)器在快速無慣性掃描的場合中，會遇到非準(zhǔn)直光入射的情況，聲光偏轉(zhuǎn)器對入射光發(fā)散度敏感

2、性高的特點(diǎn)勢必會造成對衍射光性質(zhì)的影響。目前有關(guān)快速聲光掃描系統(tǒng)的研究，其主要關(guān)注點(diǎn)在聲光偏轉(zhuǎn)器的色散特性上，而非準(zhǔn)直光入射情況下聲光偏轉(zhuǎn)器衍射光性質(zhì)尚未研究清楚，缺乏這種衍射光變形影響成像分辨率的評估方法。缺乏理論指導(dǎo)的快速聲光掃描系統(tǒng)在提高成像分辨率方面進(jìn)展緩慢。
　　本文結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)手段對非準(zhǔn)直光入射下聲光偏轉(zhuǎn)器的衍射光性質(zhì)開展了深入系統(tǒng)的研究，闡明了衍射光性質(zhì)隨入射光發(fā)散度變化的規(guī)律，闡明了衍射光變形對成像分辨率影響的規(guī)

3、律，為快速聲光掃描雙光子系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。主要的研究內(nèi)容包括：
　　研究了聲光偏轉(zhuǎn)器的等效傳遞函數(shù)。介紹了從聲光耦合波理論或參量互作用理論推導(dǎo)聲光偏轉(zhuǎn)器的等效傳遞函數(shù)的過程。討論了超聲頻率、聲光互作用長度這兩方面對聲光偏轉(zhuǎn)器的等效傳遞函數(shù)的影響。
　　研究了非準(zhǔn)直光入射下聲光偏轉(zhuǎn)器的衍射光性質(zhì)。從聲光偏轉(zhuǎn)器的等效傳遞函數(shù)出發(fā)，推導(dǎo)出非準(zhǔn)直光入射下聲光偏轉(zhuǎn)器衍射光性質(zhì)的理論計算方法。分別討論了聲光偏轉(zhuǎn)器內(nèi)只用一種超

4、聲頻率和聲光偏轉(zhuǎn)器內(nèi)含有線性啁啾超聲頻率這兩種情況下的衍射光性質(zhì)。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)了衍射效率隨入射光發(fā)散度增大而下降的規(guī)律、衍射光斑尺寸隨入射光發(fā)散度增大而減小的規(guī)律、啁啾頻率模式下衍射光性質(zhì)隨時間變化的規(guī)律。
　　提出了快速聲光掃描雙光子成像系統(tǒng)的一個設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并介紹該系統(tǒng)的應(yīng)用例子。根據(jù)衍射光斑形狀隨入射光發(fā)散度變化的規(guī)律，討論快速聲光掃描雙光子成像系統(tǒng)中光斑變形與掃描速度的關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明這種光斑變形對成