《基於超快光克爾門的高時間分辨三維顯微成像技術》是依託西安交通大學，由譚文疆擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於超快光克爾門的高時間分辨三維顯微成像技術
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：譚文疆
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
發展高時間分辨的顯微成像技術，對觀測微區內光與物質相互作用等超快過程具有重要的意義。目前通用的高時間分辨顯微成像技術主要適於二維成像，而可用於三維成像的飛秒數字全息等技術由於飛秒脈衝雷射的相干長度短，致使這種技術的縱向成像動態範圍較小。為此，本項目提出基於超快光克爾門選通超連續白光的三維顯微成像技術，該技術具有時間和空間解析度高，以及縱向成像動態範圍大等優點。主要研究內容包括：通過研究超快光克爾門中相干效應與光克爾效應的競爭機制及相干效應的抑制技術，實現高對比度的光克爾門，從而提高成像的時間解析度和信噪比；通過研究穩定均勻的超連續白光產生及其傳輸過程中的啁啾特性的調控技術，提高成像的縱向空間解析度；通過調控超連續白光的持續時間，實現成像縱向動態範圍連續可調；展示基於超快光克爾門的高時間分辨三維顯微成像系統，時間解析度優於500fs，縱向和橫向解析度分別優於20μm和5μm。
結題摘要
本項目重點解決高時間分辨光克爾門選通顯微成像技術中關鍵技術問題。項目組研究了基於碲酸鹽等非線性光學玻璃的超快光克爾門特性及其在成像領域的套用；首次發現並解釋了泵浦光空間強度分布不均勻性造成探測光強度分布出現不同花樣分布的現象；提出了使用光譜儀與彩色CCD聯合檢測光克爾門譜中的物體三維形貌信息新方法，實現了100飛秒，20微米的高時空解析度的光克爾門選通超連續譜的物體三維形貌瞬態成像；提出了一種飛秒外差光克爾門選通成像新方法，有效地增加光克爾門選通成像的圖像邊界清晰度，並顯著提升了成像系統的空間解析度，實現了小於5微米的空間解析度；首次提出使用非線性光學玻璃的光克爾門獲得信號強度大，對比度高的彈道光子選通圖像的技術途徑，研究了散射體不同特性對該技術成像結果的影響；採用蒙特卡洛算法進行數值仿真研究了散射介質參數對超短脈衝在散射介質傳播過程中時間和空間分布、以及各散射階次光子強度比例分布的影響。 本項目共發表的標註本項目資助的SCI收錄論文16篇，EI收錄論文1篇，獲得授權發明專利1項（已收到授權批覆通知），參加國內、國際會議4次，其中做特邀報告1次，口頭報告2次。項目負責人以第四完成人身份獲2014年度陝西高等學校科學技術獎一等獎1項、2015年度陝西省自然科學一等獎1項（已公示，待批）。本項目具有重要的理論研究意義和廣泛的套用前景。
