【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中红外三维显微成像，具体涉及一种基于量子关联的中红外高分辨三维显微成像方法及系统。
技术介绍
1、三维成像技术在生物医学诊断、遥感、目标识别等应用中发挥着至关重要的作用。近年来，由于硬件的改进和成像结构的创新，三维成像技术得到了极大的发展，这大大提高了三维成像技术在多领域应用中的关键性能。特别是单光子水平的探测能力和皮秒级的超高时间分辨率可以通过高性能的光电探测器来实现，例如基于单光子雪崩二极管阵列、超导纳米线单光子探测器、条纹相机和电子倍增电荷耦合器件。然而，到目前为止，这些最先进的三维成像性能仅限于可见光或近红外区域。由于中红外波段的波长范围覆盖了分子的振转能级，能够直接反映物质的信息，并且能够通过减少光子散射而增加穿透深度。因此，迫切需要将三维成像波长扩展到中红外波段。
2、目前，中红外成像手段可以分为以下两类：一类是利用中红外探测器直接对样品进行成像。然而，中红外探测器件在探测灵敏度、暗噪声、信噪比等性能仍然远低于可见光和近红外波段的探测器。传统中红外探测器件基于热传感器。虽然热传感器可在非制冷条件下工...
【技术保护点】
1.一种基于量子关联的中红外高分辨三维显微成像方法，其特征在于，包括基于单像素探测器的中红外成像技术，通过利用自发参量下转换过程产生关联光子对，其中的中红外信号光子对样品进行扫描成像，将样品的二维强度信息映射至非线性晶体中，并通过基于同步脉冲泵浦的频率上转换技术转换到可见光波段并由单像素探测器进行探测，同时对近红外预报光子进行探测，并与上转换后的信号光子(和频光子)进行关联符合测量，结合高精度时间分辨能力，实现高灵敏度的中红外三维显微成像。
2.根据权利要求1所述的一种基于量子关联的中红外高分辨三维显微成像系统，其特征在于：系统包括泵浦光源(1)、半波片(...
【技术特征摘要】
1.一种基于量子关联的中红外高分辨三维显微成像方法，其特征在于，包括基于单像素探测器的中红外成像技术，通过利用自发参量下转换过程产生关联光子对，其中的中红外信号光子对样品进行扫描成像，将样品的二维强度信息映射至非线性晶体中，并通过基于同步脉冲泵浦的频率上转换技术转换到可见光波段并由单像素探测器进行探测，同时对近红外预报光子进行探测，并与上转换后的信号光子(和频光子)进行关联符合测量，结合高精度时间分辨能力，实现高灵敏度的中红外三维显微成像。
2.根据权利要求1所述的一种基于量子关联的中红外高分辨三维显微成像系统，其特征在于：系统包括泵浦光源(1)、半波片(2)、偏振分束镜(3)、半波片(4)、透镜(5)、第一ppln晶体(6)、透镜(7)、二向色镜(8)、超导纳米线单光子探测器(9)、半波片(10)、偏振分束镜(11)、四分之一波片(12)、双轴振镜系统(13)、物镜(14)、样品(15)、半波片(16)、二向色镜(17)、反射镜(18)、刀锋直角棱镜反射镜(19)、中空屋脊棱镜反射镜(20)、一维位移平台(21)、透镜(22)、第二ppln晶体(23)、透镜(24)、滤光片(25)、硅基雪崩光电二极管模块(26)以及时间相关单光子计数器(27)；
3.根据权利要求2所述的一种基于量子关联的中红外高分辨三维显微成像系统，其特征在于：所述泵浦光源(1)产生的1030nm飞秒脉冲光源在第一ppln晶体(6)中产生自发参量下转换过程，在非线性晶体中，一个泵浦光子湮灭的同时将产生一对关联光子对，分别为中红外波段3.4μm的信号光子和近红外波段1478nm的预报光子，这一过程满足能量守恒和准相位匹配条件(动量守恒)其中ωj(j＝s,h,p)分别为信号光子、预报光子和泵浦光子的频率，nj(ωj)为对应的折射率，为普朗克常量，δk为相位失配量，c0为真空中的光速，λ1为第一块ppln晶体(6)的极化周期，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱，蔡羽洁，程琳，王啸瀛，武愕，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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