一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于荧光成像探测技术领域，具体涉及一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统。本方法将激光通过分光发射系统将单个片光脉冲在时间‑空间上展开后，通过激光整形系统整形为片状光束，在样品池不同截面上顺序激发出平面荧光图像，平面荧光图像由光学系统摄取后，通过分光接收系统由多个图像增强型相机记录，各相机由同步信号系统控制，各相机曝光延迟与分光发射系统的时间延迟一致，进而实现不同截面的平面荧光图像的同步记录，最终形成瞬态的三维激光诱导荧光分布，本发明专利技术解决了普通3D‑PLIF成像系统中单次扫描及记录时间慢的问题，极大提升了摄取的不同截面平面荧光图像的关联性。

A non scanning three-dimensional planar laser-induced fluorescence imaging detection method and system

【技术实现步骤摘要】
一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统
本专利技术属于荧光成像探测
，具体涉及一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法及系统。
技术介绍
平面激光诱导荧光PLIF由于其对微量元素测量具有极高的灵敏度且具有二维切片成像能力，被广泛的应用在包括燃烧场、流场诊断的众多领域中。其原理是使用波长在待测分子吸收波长上的激发光照射样品，使待测分子跃迁到激发态，随后该激发态分子会发射荧光回到基态。通过测量荧光信号可获取样品中待测成分的浓度、温度等分布。平面激光诱导荧光(PLIF，PlanarLaserInducedFluorescence)基本系统包括激光器、光束整形系统与ICCD相机，激光器发出的脉冲光经波长调谐到待测组分的激发波长，再经光束整形系统整形为片光照射目标场；在片光激发的剖面范围内的待测组分就会发射荧光；该荧光图像由一个ICCD相机进行收集成像。通过待测组分的荧光信号强度图像即可获取待测组分的平面分布情况，即实现流场组份的可视化。三维平面诱导荧光(3D-PLIF)是近年来兴起的新型PLIF技术，在原有系统中增加了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一：将激光器系统产生的激光按能量比例分成两束；其中一束为触发光束，入射至荧光图像的记录系统，另一束为激发光束，入射至分光发射系统；所述分光发射系统将激发光束分为N路激发光束，并在各路激发光束之间进行光学延迟，相邻两路激发光束之间的光学延迟为Δt；被延迟的N路激发光束经过整形分别被整形为片状光束后发射至样品池，实现样品池在不同剖面上按时间间隔Δt激发平面荧光；其中N为正整数；/n步骤二：触发光束启动荧光图像的记录系统，光学系统摄取按时间间隔Δt激发的平面荧光图像，通过同步信号系统控制N台图像增强型相机的曝光时间，相...

【技术特征摘要】
1.一种无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将激光器系统产生的激光按能量比例分成两束；其中一束为触发光束，入射至荧光图像的记录系统，另一束为激发光束，入射至分光发射系统；所述分光发射系统将激发光束分为N路激发光束，并在各路激发光束之间进行光学延迟，相邻两路激发光束之间的光学延迟为Δt；被延迟的N路激发光束经过整形分别被整形为片状光束后发射至样品池，实现样品池在不同剖面上按时间间隔Δt激发平面荧光；其中N为正整数；
步骤二：触发光束启动荧光图像的记录系统，光学系统摄取按时间间隔Δt激发的平面荧光图像，通过同步信号系统控制N台图像增强型相机的曝光时间，相邻两台图像增强型相机之间的曝光时间间隔为Δt；N台图像增强型相机对按时间间隔Δt激发的平面荧光图像进行同步记录，从而得到的N幅平面荧光图像，组成了样品池中对应化学成分的三维荧光分布。


2.根据权利要求1所述的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测方法，其特征在于：Δt大于被测样品池化学成分的荧光寿命时间。


3.一种能够实现权利要求1所述方法的无扫描三维平面激光诱导荧光成像探测系统，其特征在于：包括激光器系统、分束系统、分光发射系统、样品池以及荧光图像的记录系统；所述分束系统位于激光器系统的发射光路中，将激光光束分为触发光束与激...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏睿，李亚晖，高贵龙，何凯，韩兆林，王俊锋，蔡承，方玉熳，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61