【技术实现步骤摘要】
一种适用于荧光测量的高信噪比级联光克尔门及实现方法
[0001]本专利技术属于超快速成像与测量
，涉及适用于超快荧光测量的高信噪比级联光克尔门及其实现方法。
技术介绍
[0002]发展超快速成像与测量技术，在高速碰撞、爆轰过程、高压放电、视觉机制等瞬态过程研究领域，有着重要的应用价值。通常，利用光电技术可以实现毫秒至亚皮秒的高时间分辨成像，然而在分子结构动力学，超快速表面振动过程、极端时间分辨荧光显微成像、强散射体内部物体识别等研究领域，必须使用基于光子技术的超快速成像技术，比如飞秒全息成像和非线性光学门选通成像技术。
[0003]光克尔门选通成像与测量技术是一种典型的非线性光学门选通成像与测量技术。这种成像技术利用光克尔效应构造的光学快门，通常被称为光克尔门，它无需相位匹配，选通光子效率高，具备可达飞秒量级的开关时间。因此，光克尔门选通成像技术在超快动态过程记录、高时间分辨荧光显微技术、强散射体内部物体识别等研究领域，得到了广泛的应用，具有重要的科学意义和应用价值。
[0004]在传统的光克尔门选通荧...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于荧光测量的高信噪比级联光克尔门，包括飞秒激光器(1)，其特征在于：在飞秒激光器(1)的发射光路上设有第一反射镜(2)、第一分束片(3)，第一分束片(3)将光路分成探测光路和开关光路，其中探测光路上依次设有第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、第四反射镜(6)、第一凸透镜(6)、倍频晶体(8)、400nm半波片(9)、带通滤波片(10)、荧光样品(11)、第一长通滤波片(12)、第二凸透镜(13)、第一衰减片(14)、第一偏振器(15)、第三凸透镜(16)、第一光克尔介质(17)、第四凸透镜(18)、第二偏振器(19)、第五凸透镜(20)、第二光克尔介质(21)、第六凸透镜(22)、第三偏振器(23)、短通滤波片(24)、第二长通滤波片(25)、第七凸透镜(26)、单色仪(27)、光子计数器(28)、CCD相机(29)，使荧光依次被两个级联的光克尔门选通；第一偏振器(15)的偏振方向与探测光路中的飞秒探测脉冲光的偏振方向相同，第二偏振器(19)的偏振方向与探测光路中的飞秒探测脉冲光的偏振方向垂直，第三偏振器(23)的偏振方向与探测光路中的飞秒探测脉冲光的偏振方向相同，开关光路上依次设有800nm半波片(30)，半波片(30)用于调整泵浦光的偏振方向，第二衰减片(31)、再经过用于调节开关脉冲的光程的第一光学延时线(32)、第二分束片(33)、第二分束片(33)将开关光路分成两路，经过第二分束片(33)透射的开关光路经过第五反射镜(34)、第六反射镜(35)、第二光学延时线(36)、第七反射镜(37)、第八反射镜(38)、第八凸透镜(39)，到达光克尔介质(17)，且开关脉冲光入射到光克尔介质内部的空间位置与飞秒探测脉冲光在光克尔介质内部的空间位置重合。经过第二分束片(33)反射的开关光路经过第九反射镜(40)、第十反射镜(41)、第十一反射镜(42)、第九凸透镜(43)，到达光克尔介质(21)，且开关脉冲光入射到光克尔介质内部的空间位置与飞秒探测脉冲光在光克尔介质内部的空间位置重合。2.根据权利要求1所述的一种适用于荧光测量的高信噪比级联光克尔门，其特征在于：由第一偏振器(15)、第三凸透镜(16)、第一光克尔介质(17)、第四凸透镜(18)、第二偏振器(19)、第五凸透镜(20)、第二光克尔介质(21)、第六凸透镜(22)、第三偏振器(23)构成的两个光克尔门提供了远高于传统光克尔门的消光比，克服了传统光克尔门在测量长寿命荧光时存在很大的泄露光噪声的问题，提高了荧光探测的信噪比，所用的第一和第二光克尔介质(17)、(21)的介质厚度分别为1mm和10mm。3.根据权利要求1或2所述的一种适用于荧光测量的高信噪比级联光克尔门，其特征在于：所述的飞秒激光器(1)为含有放大器的飞秒激光系统；所述的第一和第二分束片(3)、(33)的分束比均为1:1；所述的第一、第二和第三衰减片(14)、(31)为中性衰减片，包括固定光学密度的中性衰减片或者可变中性密度衰减片；所述的荧光样品(11)为盛放在厚度为2mm的比色皿中的香豆素6溶液，所用溶剂为乙二醇，浓度为10
‑2Mol/L；所述的400nm半波片(9)和800nm半波片(30)为零级半波片，其材质为石英材质或BK玻璃。4.根据权利要求1所述的一种适用于荧光测量的高信噪比级联光克尔门，其特征在于：所述的光学延时线(18)由电脑控制的精密步进移动平台和放置在精密步进移动平台上...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭文疆，司金海，黄振强，康振，曾诗佳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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