飛秒激光脈沖強(qiáng)度與相位測(cè)量系統(tǒng).pdf

1、在生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)領(lǐng)域，超短激光脈沖的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入，比如使用飛秒激光進(jìn)行多光子激發(fā)熒光在細(xì)胞水平成像。但是，飛秒激光脈沖在經(jīng)過(guò)色散介質(zhì)之后脈沖在時(shí)域展寬，從而降低了雙光子激發(fā)效率、成像深度和成像分辨率。因此，測(cè)量飛秒激光脈沖的強(qiáng)度和相位等參數(shù)顯得尤其重要，可以促進(jìn)飛秒激光系統(tǒng)中的色散研究，對(duì)于改進(jìn)成像系統(tǒng)有很大的促進(jìn)作用。 本文的研究工作主要圍繞怎樣測(cè)量飛秒脈沖的強(qiáng)度和相位。首先，本文詳細(xì)介紹了基于MATALB的脈沖強(qiáng)度和

2、相位的重建算法，并且用模擬FROG 圖像重建脈沖驗(yàn)證了重建算法的正確性。此外，設(shè)計(jì)了GUI 界面方便于操作和顯示結(jié)果。 其次，討論了本研究工作所使用的飛秒激光強(qiáng)度和相位裝置的測(cè)量原理和具體實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)以及光路調(diào)節(jié)要點(diǎn)，并且搭建邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生雙峰脈沖對(duì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了延時(shí)和光譜定標(biāo)，得到CCD 上每個(gè)像素點(diǎn)橫向?qū)?yīng)2.8259fs和縱向?qū)?yīng)0.0605nm。 最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的圖像進(jìn)行去噪聲處理和合理采樣使

3、其滿足重建算法中要求的傅立葉變換關(guān)系。對(duì)比處理前后的重建結(jié)果，證明了這些圖像處理方式是很有效的也是必須的，可以大大降低重建誤差，重建出更真實(shí)的脈沖強(qiáng)度和相位信息。然后利用脈沖重建算法成功地從處理后的實(shí)驗(yàn)圖像中重建出了飛秒脈沖在時(shí)域和頻域的強(qiáng)度和相位信息，得到原始激光脈沖的時(shí)域?qū)挾葹?01fs，光譜寬度為9.46nm，脈沖相位隨時(shí)間基本保持不變?yōu)槌?shù)。經(jīng)過(guò)色散介質(zhì)聲光偏轉(zhuǎn)器后，脈沖寬度展寬到323fs，光譜寬度仍為9.46nm，相位-時(shí)間