The invention relates to a multi-frequency pulse ultra-fast laser continuous imaging device and method based on supercontinuum spectrum, belonging to the field of ultra-fast imaging. The device includes an ultra-short pulse laser, a multi-frequency pulse generator, a pulse frequency divider and a CCD camera. The method of the invention is to use ultrashort pulse laser to generate laser pulse and multi-frequency pulse generator to generate supercontinuum spectrum. There is a certain time delay between different frequencies. The laser pulses of different frequencies are separated in space by pulse frequency divider after sample, and then detected by CCD camera, so as to obtain ultrafast continuous electronic dynamic image information of sample. The invention can make the time resolution reach femtosecond magnitude, realize continuous shooting, complete shooting of the process without repetitive experimental conditions, adjust the shooting period and shooting quantity controllably, and greatly increase the total number of shooting frames compared with the existing ultra-fast imaging system, which can reach more than 100 frames.
【技术实现步骤摘要】
基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像装置及方法
本专利技术涉及一种基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像装置及方法,属于超快成像领域。
技术介绍
在不同科学研究和工艺技术研发中,经常需要对某一过程进行时间间隔极小的连续拍照。例如,超快激光制造过程中的材料对光子能量的吸收转移、电子激发等过程直接影响和决定了后续加工过程,包括制造结果的质量和精度,因此对该过程的观察至关重要。然而,该过程持续时间短,变化快,约为飞秒量级(10-15s)。该时间尺度的超快连续成像观测对科学、生产均具有重要意义。传统的连续成像设备,无法实现飞秒量级的成像。传统的机械方法或电子设备已经无法满足该过程的需求。电子相机的时间分辨能力取决于控制电路的响应速度,目前处于纳秒(10-9s)水平,而且很难再继续提高。使用分幅相机的方法成像,可进一步提高时间分辨率,但时间分辨能力仍然有限,仍未突破皮秒(10-12s)水平,而且成像帧数有限。传统的飞秒量级成像技术,无法实现连续拍摄。泵浦探测技术是一种具有飞秒量级时间分辨力的探测技术,在实验中,为了完整记录探测对象的整个变化过程,需要通过多次重复实验,每次选取一个不同的时刻进行拍摄,最后按照时间顺序将多次重复拍摄的照片拼凑在一起,从而还原探测对象的动态连续变化过程。由于每次实验不可能做到完全重复,所以这种方法存在误差,而且对于不具备重复实验条件的过程,无法进行连续观测。基于频域时空变换的超快连续成像技术可以在一定程度上实现连续拍摄,在实验中,采用时域频率整形器先将飞秒脉冲分成5-6个子脉冲序列,再用空域频率整形器将子脉冲在空间上分离,但其拍摄帧数有 ...
【技术保护点】
1.基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像方法,其特征在于:超快脉冲激光器产生的超快激光脉冲通过多频脉冲产生器后,变为同束覆盖多个不同频率的超连续谱脉冲,并通过色散延时器控制不同频率成分的时间间隔;光束通过观测对象后,通过脉冲分离器将超连续谱脉冲的不同频率成分从空间上分离出来,形成若干脉冲子光束,各个频率的脉冲子光束同时被收集,经过计算机处理后得到成像。
【技术特征摘要】
1.基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像方法,其特征在于:超快脉冲激光器产生的超快激光脉冲通过多频脉冲产生器后,变为同束覆盖多个不同频率的超连续谱脉冲,并通过色散延时器控制不同频率成分的时间间隔;光束通过观测对象后,通过脉冲分离器将超连续谱脉冲的不同频率成分从空间上分离出来,形成若干脉冲子光束,各个频率的脉冲子光束同时被收集,经过计算机处理后得到成像。2.如权利要求1所述的基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像方法,其特征在于:所述多频脉冲产生器包括:超连续谱产生器和色散延时器;超快脉冲激光器产生的超快激光脉冲通过超连续谱产生器扩展入射脉冲频率范围,产生超连续谱,相当于将入射超快激光脉冲分为多个频率不同的脉冲,并组成脉冲序列,不同频率脉冲之间的时间间隔通过色散延时器控制。3.如权利要求2所述的基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像方法,其特征在于:所述超连续谱产生器为非线性晶体或光子晶体光纤。4.如权利要求2所述的基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像装置及方法,其特征在于:所述色散延时器为色散玻璃或光纤。5.基于超连续谱的多频脉冲超快激光连续成像装置,其特征在于:包括:超快激光器、多频脉冲产生器、脉冲分频器、CCD相机、超连续谱产...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜澜,郭宝山,孙靖雅,华艳红,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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