The excitation method of optical harmonic generation for ellipsoidal reflector focusing annular aperture illumination belongs to the field of non-linear optical measurement. The theoretical basis of this excitation method is Wolff diffraction integral theory. By establishing a three-dimensional vector model of the electric field near the focus of the ellipsoidal reflector focusing system under the circumferential aperture illumination, and combining with the non-linear polarizability tensor matrix of the sample, the intensity distribution of the harmonic polarization field can be calculated. The pulsed laser emitted by femtosecond laser passes through the collimation and is focused on the sample by the ellipsoid mirror focusing system. The ellipsoidal reflector focusing system adopts annular aperture illumination. The focus system of the ellipsoid reflector includes a large numerical aperture objective and an ellipsoid reflector; the focus of the large numerical aperture objective coincides with the far focus F1 of the ellipsoid reflector, and the near focus F2 of the ellipsoid reflector is located on the surface of the sample; the noise generated during the harmonic excitation can be suppressed by using the present invention. The signal to noise ratio (SNR) of optical harmonics excited by high excitation and the half width of the harmonic polarization field intensity distribution are also compressed.
【技术实现步骤摘要】
椭球反射镜聚焦环形孔径照明光学谐波生成激发方法
本专利技术属于非线性光学测量领域,主要涉及一种用于非线性光学中,所研究样品的光学谐波激发的方法。
技术介绍
利用样品自身的非线性光学效应,例如二次谐波生成,三次谐波生成,可进行生物样品无荧光标记的显微成像,纳米器件的微结构探测,疾病机理的诊断等。光学非线性效应的发生需要强光激发,例如在激光会聚的焦点处。一般情况下,谐波激发需要大数值孔径物镜进行紧聚焦照明。传统透镜的会聚角小于π/2,无法实现更大角度的会聚激发。径向偏振光在聚焦的焦面处有强轴向偏振分量,是谐波生成的一种理想照明光模式。但是,采用全孔径照明时,谐波激发过程中依然存在大量噪声。采用椭球面反射镜聚焦环形孔径照明,可以实现角度大于π/2的紧聚焦照明。此外,环形孔径技术还可以抑制噪声,提高谐波激发过程中的信噪比,提高谐波成像质量。
技术实现思路
本专利技术设计了一种椭球反射镜聚焦环形孔径照明光学谐波生成激发方法,可以解决谐波激发过程中噪声大量存在问题,可有效提高谐波显微成像的分辨率。本专利技术的目的是这样实现的:椭球反射镜聚焦环形孔径照明光学谐波生成激发方法,其理论基础为沃尔夫衍射积分理论。通过建立椭球面反射镜聚焦系统聚焦环形孔径照明下的焦点附近电场的三维矢量模型,结合样品的非线性极化率张量矩阵,可以计算出所激发出的谐波极化场强度分布。飞秒激光器发出的脉冲激光经过准直,由椭球面反射镜聚焦系统聚焦于样品处。椭球面反射镜聚焦系统采用环形孔径照明。所述的椭球面反射镜聚焦系统包括大数值孔径物镜和椭球面反射镜;所述大数值孔径物镜的焦点和椭球反射镜的远焦点F1重合,椭球 ...
【技术保护点】
1.一种椭球反射镜聚焦环形孔径照明光学谐波生成激发方法,其实现方式如下:飞秒激光器发出的脉冲激光经过准直,由椭球面反射镜聚焦系统聚焦于样品处;椭球面反射镜聚焦系统采用环形孔径照明;所述的椭球面反射镜聚焦系统包括大数值孔径物镜和椭球面反射镜;所述大数值孔径物镜的焦点和椭球反射镜的远焦点F1重合,椭球面反射镜的近焦点F2位于样品的表面上;其特征在于采用反射式环形孔径结构用于光学非线性谐波生成的激发。
【技术特征摘要】
1.一种椭球反射镜聚焦环形孔径照明光学谐波生成激发方法,其实现方式如下:飞秒激光器发出的脉冲激光经过准直,由椭球面反射镜聚焦系统聚焦于样品处;椭球面反射镜聚焦系统采用环形孔径照明;所述的椭球面反射镜聚焦系统包括大数值孔径物镜和椭球面反射镜;所述大数值孔径物镜的焦点和椭球反射镜的远焦点F1重合,椭球面反射镜的近焦点F2位于样品的表面上;其特征在于采用反射式环形孔径结构用于光学非线性谐波生成的激发。2.根据权利要求书1所述的椭球反射镜聚焦环形孔径照...
【专利技术属性】
技术研发人员:王伟波,刘俭,吴必伟,谭久彬,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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