本发明专利技术涉及一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置和方法，其装置包括依次连接的锁模脉冲发生器、拉曼光纤、隔离器、第一波分复用器、延迟光纤、光纤耦合器和第二波分复用器，所述锁模脉冲发生器，用于产生锁模脉冲和种子拉曼脉冲；所述拉曼光纤，用于在种子拉曼脉冲的激发下发出拉曼脉冲；所述第一波分复用器，用于将拉曼脉冲和锁模脉冲的混合脉冲分离，并将其分别输入到延迟光纤和光纤耦合器中；所述延迟光纤，用于调节输入的拉曼脉冲的群速度；所述第二波分复用器，用于将光纤耦合器输入的混合脉冲分离为锁模脉冲和拉曼脉冲。本发明专利技术产生的拉曼脉冲和锁模脉冲同时存在于激光器内，从而提高了拉曼脉冲的抗干扰性、转换效率和对比度。换效率和对比度。换效率和对比度。
【技术实现步骤摘要】
一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置、方法
[0001]本专利技术属于激光
，具体涉及一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置、方法。
技术介绍
[0002]光纤激光器可作为传统固态激光器的替代品，具有简单，稳定和成本低的优点，近几十年来快速发展的窄线宽激光器带来革命性的变化，被广泛用于光谱学、度量学、医学、生物学和工业等领域。而基于飞秒脉冲激光的多光子显微镜是具有亚细胞分辨率，实现完整生物组织的体内成像的关键技术。非线性显微镜通常由固态激光器提供支持，在700
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1200 nm范围内提供飞秒脉冲序列。这种激发方案对于基于可见发色团的双光子激发荧光显微镜是最佳提供细胞成像的方案。而深层组织多光子成像策略是一种更有前途的成像方式，其基于波长在1.7μm~1.9μm范围内的三光子激发，具有更大的聚焦深度、处于水的吸收谱内、与荧光染料激发谱相配等有点。然而当前的锁模激光器受限于增益介质的激发谱覆盖范围难以达到这一波段。因此，发展一种能够覆盖1.7μm~1.9μm的超快光纤激光的新方法，对于发展三光子显微成像技术至关重要。
技术实现思路
[0003]为快速产生三光子显微成像所需的激光的问题，在本专利技术的第一方面提供了一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置，包括依次连接的锁模脉冲发生器、拉曼光纤、隔离器、第一波分复用器、延迟光纤、光纤耦合器和第二波分复用器，所述锁模脉冲发生器，用于产生稳定的锁模脉冲，以及为拉曼光纤共提供种子脉冲；所述拉曼光纤，用于在种子脉冲的激发下发出拉曼脉冲；所述隔离器，用于限制锁模脉冲和拉曼脉冲沿单向传输；所述第一波分复用器，用于按预设分光比将拉曼脉冲和锁模脉冲的混合脉冲分离，并将其分离后的拉曼脉冲和锁模脉冲分别输入到延迟光纤和光纤耦合器中；所述延迟光纤，用于调节输入的拉曼脉冲的群速度；所述光纤耦合器的输入端分别与第一波分复用器和延迟光纤连接，其输出端分别与第二波分复用器和锁模脉冲发生器连接；所述第二波分复用器，用于将光纤耦合器输入的混合脉冲按预设分光比分离为锁模脉冲和拉曼脉冲。
[0004]在本专利技术的一些实施例中，所述锁模脉冲发生器包括泵浦激光器、锁模器件和滤波器，所述泵浦激光器，用于产生中心波长为1550nm的激光脉冲；所述锁模器件和滤波器，用于对所述激光脉冲的工作波长进行锁定和过滤，以使激光脉冲波长稳定在预设波段内。
[0005]进一步的，所述锁模器件包括第三波分复用器、保偏掺铒光纤和偏振相关环形器和吸收镜，所述第三波分复用器的输入端分别与光纤耦合器和泵浦激光器连接，其输出端与保偏掺铒光纤连接；所述偏振相关环形器的输入端与保偏掺铒光纤连接，其第一输出端与吸收镜连接，经过反射后从偏振相关环形器的第二输出端口与滤波器连接。
[0006]在本专利技术的一些实施例中，所述第一波分复用器包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口直接与光纤耦合器的第一输入端连接，所述第二输出端口通过延迟
光纤与光纤耦合器的第二输入端连接。
[0007]进一步的，所述光纤耦合器的第一输入端和第二输入端的能量比为3:7。
[0008]在上述的实施例中，所述第一波分复用器和第二波分复用器的工作波长包括1550nm~1740nm。
[0009]本专利技术的第二方面，提供了一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生方法，包括：利用激光发生器产生稳定的锁模脉冲和种子拉曼脉冲的混合脉冲，并将其依次进行过滤、增强拉曼脉冲和隔离，得到单向传播的第一混合脉冲；将单向传播的混合脉冲分离为锁模脉冲和拉曼脉冲，调节所述拉曼脉冲的群速度，并将调节后的拉曼脉冲与分离得到的锁模脉冲合束，得到第二混合脉冲；对第二混合脉冲按预设能量比进行分光，得到预设能量比的锁模脉冲和拉曼脉冲。
[0010]本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术在第二方面提供的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生方法。
[0011]本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术在第二方面提供的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生方法。
[0012]本专利技术的有益效果是：1.拉曼脉冲和锁模脉冲同时存在于激光器内，锁模脉冲用于泵浦掺磷光纤产生拉曼脉冲，并且拉曼脉冲并不全部输出，而是与锁模脉冲一起在激光腔内运行，作为拉曼脉冲的种子光脉冲，从而形成负反馈效应，既可以保证拉曼脉冲的转换效率又可以提高脉冲对比度，减小噪声的影响。2.使用本专利技术可以采用全保偏光纤的设计方案，可以提高基于该方法设计激光器的抗环境干扰能力。3.本专利技术引入了延迟光纤补偿群速度色散导致的锁模脉冲和拉曼脉冲的走离，可以提高拉曼脉冲的转换效率。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的一些实施例中的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置的基本结构示意图；图2为本专利技术的一些实施例中的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置的具体结构示意图之一；图3为本专利技术的一些实施例中的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置的具体结构示意图之二；图4为本专利技术的一些实施例中的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生方法的基本流程示意图；图5为本专利技术的一些实施例中的电子设备的结构示意图。
[0014]附图标记100、锁模脉冲发生器；1、泵浦激光器；2、锁模器件；201、第三波分复用器；202、保偏掺铒光纤；203、偏振相关环形器；204、吸收镜；
3、滤波器；4、拉曼光纤；5、隔离器；6、第一波分复用器；7、延迟光纤；8、光纤耦合器；9、第二波分复用器；10、第一光纤跳线、11、第二光纤跳线。
具体实施方式
[0015]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0016]实施例1参考图1，在本专利技术的第一方面，提供了一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置，包括依次连接的锁模脉冲发生器100、拉曼光纤4、隔离器5、第一波分复用器6、延迟光纤7、光纤耦合器8和第二波分复用器9，所述锁模脉冲发生器100，用于产生稳定的锁模脉冲，以及为拉曼光纤4共提供种子脉冲；所述拉曼光纤4，用于在种子脉冲的激发下发出拉曼脉冲；所述隔离器5，用于限制锁模脉冲和拉曼脉冲沿单向传输；所述第一波分复用器6，用于按预设分光比将拉曼脉冲和锁模脉冲的混合脉冲分离，并将其分离后的拉曼脉冲和锁模脉冲分别输入到延迟光纤7和光纤耦合器8中；所述延迟光纤7，用于调节输入的拉曼脉冲的群速度；所述光纤耦合器8的输入端分别与第一波分复用器6和延迟光纤7连接，其输出端分别与第二波分复用器9和锁模脉冲发生器100连接；所述第二波分复用器9，用于将光纤耦合器8输入的混合脉冲按预设分光比分离为锁模脉冲和拉曼脉冲。
[0017]可以理解，上述装置利用掺磷光纤拉曼增益大的特点，结合被动锁模光纤激光器腔内脉冲峰值本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置，包括依次连接的锁模脉冲发生器、拉曼光纤、隔离器、第一波分复用器、延迟光纤、光纤耦合器和第二波分复用器，其特征在于，所述锁模脉冲发生器，用于产生稳定的锁模脉冲，以及为拉曼光纤共提供种子脉冲；所述拉曼光纤，用于在种子脉冲的激发下发出拉曼脉冲；所述隔离器，用于限制锁模脉冲和拉曼脉冲沿单向传输；所述第一波分复用器，用于按预设分光比将拉曼脉冲和锁模脉冲的混合脉冲分离，并将其分离后的拉曼脉冲和锁模脉冲分别输入到延迟光纤和光纤耦合器中；所述延迟光纤，用于调节输入的拉曼脉冲的群速度；所述光纤耦合器的输入端分别与第一波分复用器和延迟光纤连接，其输出端分别与第二波分复用器和锁模脉冲发生器连接；所述第二波分复用器，用于将光纤耦合器输入的混合脉冲按预设分光比分离为锁模脉冲和拉曼脉冲。2.根据权利要求1所述的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置，其特征在于，所述锁模脉冲发生器包括泵浦激光器、锁模器件和滤波器，所述泵浦激光器，用于产生中心波长为1550nm的激光脉冲；所述锁模器件和滤波器，用于对所述激光脉冲的工作波长进行锁定和过滤，以使激光脉冲波长稳定在预设波段内。3.根据权利要求2述的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置，其特征在于，所述锁模器件包括第三波分复用器、保偏掺铒光纤和偏振相关环形器和吸收镜，所述第三波分复用器的输入端分别与光纤耦合器和泵浦激光器连接，其输出端与保偏掺铒光纤连接；所述偏振相关环形器的输入端与保偏掺铒光纤连接，其第一输出端与吸收镜连接，经过反射后从偏振相关环形器的第二输出端口与滤波器连接。4.根据权利要求1所述的面向三光子显微成像的拉曼光纤激光产生装置，其特征在于，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓杰，高茂华，杨经义，刘洋，
申请(专利权)人：武汉中科锐择光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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