[发明专利]一种多模式非线性光学显微成像方法及装置

权利要求书

1.一种多模式非线性光学显微成像装置，包括激光器系统，其特征在于：所述激光器系统的输出方向沿第一光路依次设置有第一脉冲激光功率调节单元和时间延迟单元，所述激光器系统的输出方向沿第二光路设置有第二脉冲激光功率调节单元，所述时间延迟单元和第二脉冲激光功率调节单元的输出方向共同依次设置有第一二向色镜、激光束扫描单元、物镜以及用于放置待测样品的载物台。

2.根据权利要求1所述的多模式非线性光学显微成像装置，其特征在于：所述第一脉冲激光功率调节单元包含沿第一光路依次设置的第一半波片和第一偏振分光片，所述第二脉冲激光功率调节单元包含沿第二光路依次设置的第二半波片和第二偏振分光片。

3.根据权利要求1或2所述的多模式非线性光学显微成像装置，其特征在于：所述第一脉冲激光功率调节单元的输出端与时间延迟单元的输入端之间设置有第一反射镜。

4.根据权利要求1或2所述的多模式非线性光学显微成像装置，其特征在于：所述激光器系统的输出端与第二脉冲激光功率调节单元的输入端之间设置有光开关。

5.根据权利要求1所述的多模式非线性光学显微成像装置，其特征在于：所述激光束扫描单元的输出端与物镜的输入端之间沿出光方向依次设置有第二反射镜和第二二向色镜，所述第二二向色镜的输出端沿其反射方向依次设置有第一会聚透镜、第一光学滤光片以及第一光电探测器。

6.根据权利要求5所述的多模式非线性光学显微成像装置，其特征在于：所述载物台下方从上往下依次设置有第二会聚透镜、第二光学滤光片以及第二光电探测器。

7.根据权利要求6所述的多模式非线性光学显微成像装置，其特征在于：所述第一光电探测器和第二光电探测器分别电性连接至数据处理中心。

8.一种多模式非线性光学显微成像方法，其特征在于：采用权利要求1至7中任一项所述的多模式非线性光学显微成像装置，将待测样品放置于载物台上，包括以下工作模式：

（1）单光束激光工作模式：从激光器系统仅出射一束的超短脉冲激发光束，激发光束先经过第一脉冲激光功率调节单元，接着经过时间延迟单元，再经过第一二向色镜耦合后进入激光束扫描单元，最后经过物镜会聚作用在待测样品上，超短脉冲激发光与待测样品相互作用时，产生相应的非线性光学效应；

（2）双光束激光工作模式：从激光器系统出射两束超短脉冲激光，分别为泵浦光和探测光；探测光先经过第一脉冲激光功率调节单元，接着经过时间延迟单元后形成探测光束；泵浦光先经过第二脉冲激光功率调节单元，并与探测光束在第一二向色镜处实现时间和空间上的耦合与共线，耦合后的光束入射进入激光束扫描单元，最后经过物镜会聚作用在待测样品上，两束超短脉冲激光在它们的波长差满足待测样品中相关分子化学键振动光谱的拉曼位移时，获得相应的相干拉曼散射非线性光学效应。

9.根据权利要求8所述的多模式非线性光学显微成像方法，其特征在于：在单光束激光工作模式下，所述非线性光学效应是多光子的TPEF、高阶谐波或和频效应。

10.根据权利要求8所述的多模式非线性光学显微成像方法，其特征在于：在双光束激光工作模式下，所述相干拉曼散射非线性光学效应是反斯托克斯拉曼散射CARS非线性光学效应。