飛秒激光脈沖強度與相位測量系統(tǒng).pdf

1、在生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)領(lǐng)域，超短激光脈沖的應(yīng)用越來越廣泛和深入，比如使用飛秒激光進行多光子激發(fā)熒光在細胞水平成像。但是，飛秒激光脈沖在經(jīng)過色散介質(zhì)之后脈沖在時域展寬，從而降低了雙光子激發(fā)效率、成像深度和成像分辨率。因此，測量飛秒激光脈沖的強度和相位等參數(shù)顯得尤其重要，可以促進飛秒激光系統(tǒng)中的色散研究，對于改進成像系統(tǒng)有很大的促進作用。 本文的研究工作主要圍繞怎樣測量飛秒脈沖的強度和相位。首先，本文詳細介紹了基于MATALB的脈沖強度和

2、相位的重建算法，并且用模擬FROG 圖像重建脈沖驗證了重建算法的正確性。此外，設(shè)計了GUI 界面方便于操作和顯示結(jié)果。 其次，討論了本研究工作所使用的飛秒激光強度和相位裝置的測量原理和具體實現(xiàn)，包括系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計以及光路調(diào)節(jié)要點，并且搭建邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生雙峰脈沖對該實驗系統(tǒng)進行了延時和光譜定標，得到CCD 上每個像素點橫向?qū)?yīng)2.8259fs和縱向?qū)?yīng)0.0605nm。 最后，對實驗獲得的圖像進行去噪聲處理和合理采樣使

3、其滿足重建算法中要求的傅立葉變換關(guān)系。對比處理前后的重建結(jié)果，證明了這些圖像處理方式是很有效的也是必須的，可以大大降低重建誤差，重建出更真實的脈沖強度和相位信息。然后利用脈沖重建算法成功地從處理后的實驗圖像中重建出了飛秒脈沖在時域和頻域的強度和相位信息，得到原始激光脈沖的時域?qū)挾葹?01fs，光譜寬度為9.46nm，脈沖相位隨時間基本保持不變?yōu)槌?shù)。經(jīng)過色散介質(zhì)聲光偏轉(zhuǎn)器后，脈沖寬度展寬到323fs，光譜寬度仍為9.46nm，相位-時間