[发明专利]用于成像和材料分析的激光器系统

权利要求书

1.一种用于研究目标的方法，包括下列步骤：

向所述目标引导来自激光器辐射的第一射束以由此通过第一射束与所述目标的相互作用来产生激光器辐射的第二射束，其中第一射束和第二射束的自混合在所述激光器内发生；

改变影响所述第一射束与所述目标的所述相互作用的参数；

检测由所述自混合产生的信号；以及

处理所述信号以由此确定与所述目标的材料性质相关联的相位和幅度变化，以得到目标的折射率n和消光系数k。

2.根据权利要求1所述的方法，包括使得激光器辐射的所述第一射束与所述目标的具有已知性质的一部分相互作用。

3.根据权利要求2所述的方法，包括应用来自具有已知值的所述目标的所述部分的两个材料的n和k的已知值，以由此得到所述目标的第三材料的n和k，所述第三材料是测试中的材料。

4.根据权利要求3所述的方法，包括使所述激光器自混合的数学模型与所述目标的多个位置中的每一个的数据拟合，以获得针对所述位置中的每一个的一组参数值。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，包括通过相对于所述激光器将所述目标移动通过多个位置来机械地扫描所述目标，以由此根据所述目标的位置感测所述目标的所述性质的变化。

6.根据权利要求5所述的方法，包括处理所感测的所述目标的所述性质的变化以产生所述目标的图像。

7.根据权利要求6所述的方法，包括在所述机械扫描期间测量多个位置中的每一个处的所述信号的变化。

8.根据权利要求7所述的方法，包括从所述测量中的每一个消除由于所述激光器的功率调制的影响。

9.根据权利要求7或者权利要求8所述的方法，包括仅处理每个扫描位置处的所述信号的每个周期的中央部分，以避免所述激光器的调制周期的边沿处的瞬态影响。

10.根据权利要求7所述的方法，包括确定每个位置处所述目标的反射系数。

11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述反射系数的步骤基于所述信号的绝对值随时间的积分。

12.根据权利要求11所述的方法，包括通过使所述信号的时域轨迹与所述激光器自混合的数学模型拟合产生来自所述目标的图像，以由此计算所述模型的反馈参数的变化，其中通过绘制多个所述位置中的每一个的所述反馈参数生成所述图像。

13.一种用于研究目标的系统，所述系统包括：

激光器；

目标组件，所述目标组件被布置为使来自所述激光器的射束在与所述组件的目标相互作用之后返回至所述激光器；

数据获取组件，所述数据获取组件响应于所述激光器的电气端子；以及

计算设备，所述计算设备响应于所述数据获取组件，其中所述计算设备被编程为确定与所述目标相关联并且通过与所述目标的相互作用赋予到所述射束上的相位和幅度变化，以得到目标的折射率n和消光系数k。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述激光器在所述计算设备的控制下，所述计算设备用于操作所述激光器和改变所述激光器的工作参数。

15.根据权利要求13或者权利要求14所述的系统，所述系统包括平移组件，所述平移组件被布置为赋予所述激光器与所述目标之间的相对运动。