【技术实现步骤摘要】
一种基于结构光的流式高速超分辨成像装置及方法
本专利技术属于高速超分辨成像领域,尤其涉及一种基于结构光的流式高速超分辨成像装置及方法。
技术介绍
成像技术是人类认识自然和改造自然的重要工具之一,目前已经在众多的领域中获得了广泛的应用。对于在微流体通道内细胞或者微粒等的筛选和分类,具有高空间分辨和高时间分辨能力并能长时间连续成像的装置和方法可以使得不仅筛选和分类的细胞数量和速度得到极大的提高,并能实现很高的筛选和分类精度。研究具有高空间和高时间分辨的成像装置和方法一直是人们追求的目标之一,但是目前的成像技术大多分别讨论如何在成像过程中单一的提高空间分辨率或时间分辨率,未能同时对两者进行改进,并且现有高速超分辨装置和方法无法实现长时间连续观测。当前,应用最广泛的成像技术是使用电荷藕合器件图像传感器和互补性氧化金属半导体成像器件,但其由于成像帧速率低的原因,无法实现超快过程的连续探测。泵浦-探测技术可以实现ps乃至fs量级的时间分辨率,但是需要多次重复测量,通常只适用于非破坏性的、人造的事件的观测,并且其无法突破衍射极限的限制获得高空间分辨的图像。当前提高空间分辨率的主要方法有饱和结构照明显微技术、受激发射损耗显微技术、光激活定位显微技术和随机光学重构显微技术等,这些具有高空间分辨能力的成像技术其时间分辨率只能达到微秒级别。因此,当前迫切需要一种具有高空间和高时间分辨率性能的成像装置和方法可以实现对微流体通道内的细胞或微粒等连续长时间观测。
技术实现思路
针对现有的成像技术大多只单一方面的在时间分辨率和空间分辨率上改进,未能同时对两者进行改进的缺陷,对在微流体通道内 ...
【技术保护点】
1.一种基于结构光的流式高速超分辨成像装置,其特征在于包括:飞秒脉冲激光器101、耦合器102、第一光电探测器103、任意波形发生器104、第一泵浦激光器105、第一波分复用器106、色散补偿光纤107、第二波分复用器108、第二泵浦激光器109、光电调制器110、环形器111、准直器112、衍射光栅113、第一平凸透镜114、第二平凸透镜115、显微物镜116、观测对象117、第二光电探测器118、高速示波器119、数据处理单元120;所述飞秒脉冲激光器101与所述耦合器102连接;所述的耦合器102、第一光电探测器103、任意波形发生器104依次串联连接;所述的耦合器102、第一波分复用器106、色散补偿光纤107、第二波分复用器108依次串联连接;所述第一波分复用器106与所述第一泵浦激光器105连接;所述第二波分复用器108与所述第二泵浦激光器109连接;所述任意波形发生器104与所述光电调制器110连接;所述第二波分复用器108与所述光电调制器110连接;所述的光电调制器110、环形器111、准直器112依次串联连接;所述衍射光栅113以一定距离d1和角度θ1置于所述准直器1 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于结构光的流式高速超分辨成像装置,其特征在于包括:飞秒脉冲激光器101、耦合器102、第一光电探测器103、任意波形发生器104、第一泵浦激光器105、第一波分复用器106、色散补偿光纤107、第二波分复用器108、第二泵浦激光器109、光电调制器110、环形器111、准直器112、衍射光栅113、第一平凸透镜114、第二平凸透镜115、显微物镜116、观测对象117、第二光电探测器118、高速示波器119、数据处理单元120;所述飞秒脉冲激光器101与所述耦合器102连接;所述的耦合器102、第一光电探测器103、任意波形发生器104依次串联连接;所述的耦合器102、第一波分复用器106、色散补偿光纤107、第二波分复用器108依次串联连接;所述第一波分复用器106与所述第一泵浦激光器105连接;所述第二波分复用器108与所述第二泵浦激光器109连接;所述任意波形发生器104与所述光电调制器110连接;所述第二波分复用器108与所述光电调制器110连接;所述的光电调制器110、环形器111、准直器112依次串联连接;所述衍射光栅113以一定距离d1和角度θ1置于所述准直器112前方;所述第一平凸透镜114以一定的距离d2和角度θ2置于所述衍射光栅113前方;所述第二平凸透镜115以一定的距离d3平行的置于所述第一平凸透镜114前方;所述显微物镜116以一定的距离d4平行的置于所述第二平凸透镜115前方;所述观测对象117以一定的距离d5平行置于所述显微物镜116前方;所述的环形器111、第二光电探测器118、高速示波器119、数据处理单元120依次串联连接。2.根据权利要求1所述的基于结构光的流式高速超分辨成像装置,其特征在于:所述飞秒脉冲激光器101用于产生飞秒脉冲;所述耦合器102用于将飞秒脉冲分为第一路光信号脉冲以及第二路光信号脉冲;所述第一光电探测器103用于将第一路光信号脉冲转换为脉冲电信号;所述任意波形发生器104根据脉冲电信号同步产生N种相位正弦波,N≥3;通过所述色散补偿光纤107对第二路光信号脉冲进行时域拉伸;通过第一波分复用器106、第一泵浦激光器105、第二波分复用器108和第二泵浦激光器109在所述色散补偿光纤107中实现分布式拉曼放大以补偿第二路光信号脉冲在时域拉伸中的光功率损失;所述光电调制器110对时域上拉伸并被补偿的第二路光信号脉冲根据N种相位正弦波进行光脉冲调制产生光谱编码的脉冲;所述环形器111以及所述准直器112用于调整光谱编码的脉冲发射角度;所述衍射光栅113上将发射角度调整后光谱编码的脉冲分散开形成线性一维色散脉冲的结构光;所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘胜,雷诚,翁跃云,占必红,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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