[发明专利]一种精准光调控系统及光调控方法

权利要求书

1.一种精准光调控系统，其特征在于，包括：

激光散斑照明子系统，提供激光散斑照明光；

空间光刺激子系统，提供光源，形成具有所需空间分布的空间刺激光；

成像采集子系统，接收所述激光散斑照明光和所述空间刺激光，并将二者进行耦合，以及提供成像视场进行激光散斑成像，并根据第一次激光散斑成像的结果调节空间刺激光的光场，使其与激光散斑成像视场进行空间匹配，所述成像采集子系统包括偏振分光模块，耦合模块、物镜、图像采集装置、视场匹配模块，其中，所述偏振分光模块将激光散斑照明子系统发出的激光散斑照明光耦合进入耦合模块内，所述耦合模块接收激光散斑照明光和空间刺激光并进行耦合，所述物镜将耦合后的激光散斑照明光和空间刺激光汇聚在样本上，产生携带样本生理状态信息的散斑信号，所述图像采集装置采集所述散斑信号后进行激光散斑成像；所述视场匹配模块在第一次激光散斑成像的结果对空间刺激光的光场与激光散斑成像视场进行空间匹配；

图像处理子系统，包括：

反馈调节模块，根据激光散斑成像的结果来输出调节信号给空间光刺激子系统，以调节所述光源的参数或同时调节所述空间刺激光的空间分布，形成新的空间刺激光。

2.根据权利要求1所述的精准光调控系统，其特征在于，所述空间光刺激子系统包括：

光源模块，提供空间刺激光所需光源，并接收所述调节信号，提供与所述调节信号对应的光源；

空间刺激光生成模块，接收所述光源，形成具有所需空间分布的空间刺激光；

光斑滤波模块，用于去除所述空间刺激光中包含的杂光。

3.根据权利要求2所述的精准光调控系统，其特征在于，当所述反馈调节模块根据所述图像采集装置输出的激光散斑成像的结果，来输出调节信号给所述光源模块时，调节光源的能量、功率、脉冲幅度、脉冲宽度；

当所述反馈调节模块根据所述图像采集装置输出的激光散斑成像的结果，来输出调节信号给所述空间刺激光生成模块时，调节所述空间刺激光的空间分布。

4.根据权利要求2所述的精准光调控系统，其特征在于，所述空间刺激光生成模块为扫描类器件或光强型空间调制器。

5.根据权利要求4所述的精准光调控系统，其特征在于，所述视场匹配模块包括：

尺寸匹配子模块，用于合并所述空间刺激光生成模块的像素，从而调节所述空间刺激光的空间尺寸，以与所述成像视场尺寸匹配；

位置匹配子模块，用于调节空间刺激光的空间位置，以使所述空间刺激光位于所述成像视场的中心。

6.根据权利要求2所述的精准光调控系统，其特征在于，

所述空间刺激光生成模块为相位型空间调制器；

所述光斑滤波模块包括有衍射透镜、高阶滤波子模块、图案分离子模块和零级滤波子模块，其中，

所述衍射透镜，用于接收所述空间刺激光，形成衍射图案；

所述高阶滤波子模块，用于去除衍射图案中包含的高阶衍射光斑；

所述图案分离子模块，用于根据选定的感兴趣区域的特性数据和图像采集装置的分辨率获得目标空间刺激光图案，根据目标空间刺激光图案进行光相位调控迭代计算获得相位图，调整所述相位图的相位分布，以使得所述空间刺激光图案与零级衍射光斑分离；

所述零级滤波子模块，设置在所述零级衍射光斑的汇聚平面处，用于去除分离后的零级光斑。

7.根据权利要求6所述的精准光调控系统，其特征在于，所述相位图的相位分布调整方式为：在所述相位图的相位分布上叠加闪耀光栅的相位分布或者球面波的相位分布。

8.根据权利要求6所述的精准光调控系统，其特征在于，所述视场匹配模块包括：

尺寸匹配子模块，用于合并所述空间刺激光生成模块的像素或使用不同焦距的衍射透镜，来调节所述空间刺激光的空间尺寸，以与所述成像视场尺寸匹配；

位置匹配子模块，用于调节空间刺激光的空间位置，以使所述空间刺激光位于所述成像视场的中心。

9.一种精准光调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

a，激光散斑照明子系统出射激光散斑照明光，并被偏振分光模块耦合进入成像采集子系统中的耦合模块；

b，空间光刺激子系统中由光源模块提供光源，然后在空间刺激光生成模块形成空间刺激光，并经过光斑滤波模块的处理，出射为具有所需空间分布的空间刺激光；

c，空间刺激光进入成像采集子系统中的耦合模块，耦合模块将进入的空间刺激光与步骤a中进入的激光散斑照明光进行耦合，成像采集子系统中的视场匹配模块将空间刺激光的光场与激光散斑的成像视场进行空间匹配；

d，激光散斑照明光与空间刺激光通过成像采集子系统中的物镜汇聚在样品上，形成携带样品运动信息的散斑信号，最终被图像采集装置采集进行激光散斑成像；

e，图像处理子系统中的反馈调节模块接收激光散斑成像的结果后，输出调节信号给空间光刺激子系统中的光源模块，以调节所提供的光源，或在调节光源参数的同时输出调节信号给空间刺激光生成模块，以调节空间刺激光的空间分布，最终形成与调节信号对应的新的空间刺激光；

f，步骤e形成的新的空间刺激光进入到成像采集子系统中，重新进行激光散斑成像；

g，根据不同的光调控需求，重复步骤e与步骤f。