光纤式相干拉曼散射成像光源研究进展

郑世凯; 杨康文; 敖建鹏; 叶蓬勃; 郝强; 黄坤; 季敏标; 曾和平

doi:doi:10.3788/CJL201946.0508008

中国激光, 2019, 46 (5): 0508008, 网络出版: 2019-11-11

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Advances in Fiber Laser Sources for Coherent Raman Scattering Microscopy

郑世凯 ¹杨康文 ^1,*敖建鹏 ²叶蓬勃 ¹郝强 ¹黄坤 ¹季敏标 ²曾和平 ^1,3

作者单位

¹ 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093

² 复旦大学应用表面物理国家重点实验室和物理学系, 上海 200433

³ 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062

图 & 表

图 1. 用于CARS显微成像的FOPO

Fig. 1. FOPO used for CARS microscopy

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图 2. 实验装置与相位匹配曲线。(a) FOPO的实验装置;(b)利用不同抽运波长计算的信号波长

Fig. 2. Experimental setup and phase matching curve. (a) Experimental setup of FOPO; (b) calculated signal wavelength for different pump wavelengths

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图 3. 实验结果。(a)信号脉冲不同波长处的输出功率;(b)信号脉冲的脉冲宽度及光谱

Fig. 3. Experimental results. (a) Output powers of signal pulse at different wavelengths; (b) pulse duration and spectrum of signal pulse

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图 4. 光纤参量振荡器和放大器

Fig. 4. Fiber optical parametric oscillator and amplifier

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图 5. 实验结果。(a) FOPG、FOPO、FOPA的信号脉冲光谱;(b) FOPG、FOPO、FOPA中放大信号脉冲的输出功率随着抽运功率的演变

Fig. 5. Experimental results. (a) Spectra of signal pulses for FOPG, FOPO and FOPA; (b) evolution of output powers of amplified signal pulses in FOPG, FOPO and FOPA as function of pump power

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图 6. FOPO的实验装置

Fig. 6. Experimental setup of FOPO

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图 7. 参量增益谱与可调范围。(a)参量增益谱;(b)调节延时电机时输出的不同波长

Fig. 7. Parametric gain spectra and tunable range. (a) Parametric gain spectra; (b) wavelength tuning results by changing delay stage

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图 8. 实验装置与实物图。(a) FOPO的实验装置;(b)全光纤集成CARS光源实物图

Fig. 8. Experimental setup and physical diagram. (a) Experimental setup of FOPO; (b) photo of all-fiber integrated CARS source

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图 9. 实验结果。(a) AIC和AOC装置中FOPO的光谱;(b) AIC和AOC装置中的输出功率曲线

Fig. 9. Experimental results. (a) Spectra of FOPO in AIC and AOC configurations; (b) output power curves of AIC and AOC configurations

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图 10. CARS光谱探测装置示意图

Fig. 10. Schematic of setup for CARS spectroscopy

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图 11. CARS光谱与图像。(a)用AIC方案检测的乙醇样品的CARS光谱;(b)小鼠耳朵皮下脂肪组织的CARS图像

Fig. 11. CARS spectrum and image. (a) CARS spectrum of ethanol sample for AIC scheme; (b) CARS image of mouse ear adipose tissue

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郑世凯, 杨康文, 敖建鹏, 叶蓬勃, 郝强, 黄坤, 季敏标, 曾和平. 光纤式相干拉曼散射成像光源研究进展[J]. 中国激光, 2019, 46(5): 0508008. Shikai Zheng, Kangwen Yang, Jianpeng Ao, Pengbo Ye, Qiang Hao, Kun Huang, Minbiao Ji, Heping Zeng. Advances in Fiber Laser Sources for Coherent Raman Scattering Microscopy[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(5): 0508008.

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图 1. 用于CARS显微成像的FOPO

Fig. 1. FOPO used for CARS microscopy

图 2. 实验装置与相位匹配曲线。(a) FOPO的实验装置;(b)利用不同抽运波长计算的信号波长

Fig. 2. Experimental setup and phase matching curve. (a) Experimental setup of FOPO; (b) calculated signal wavelength for different pump wavelengths

图 3. 实验结果。(a)信号脉冲不同波长处的输出功率;(b)信号脉冲的脉冲宽度及光谱

Fig. 3. Experimental results. (a) Output powers of signal pulse at different wavelengths; (b) pulse duration and spectrum of signal pulse

图 4. 光纤参量振荡器和放大器

Fig. 4. Fiber optical parametric oscillator and amplifier

图 5. 实验结果。(a) FOPG、FOPO、FOPA的信号脉冲光谱;(b) FOPG、FOPO、FOPA中放大信号脉冲的输出功率随着抽运功率的演变

Fig. 5. Experimental results. (a) Spectra of signal pulses for FOPG, FOPO and FOPA; (b) evolution of output powers of amplified signal pulses in FOPG, FOPO and FOPA as function of pump power

图 6. FOPO的实验装置

Fig. 6. Experimental setup of FOPO

图 7. 参量增益谱与可调范围。(a)参量增益谱;(b)调节延时电机时输出的不同波长

Fig. 7. Parametric gain spectra and tunable range. (a) Parametric gain spectra; (b) wavelength tuning results by changing delay stage

图 8. 实验装置与实物图。(a) FOPO的实验装置;(b)全光纤集成CARS光源实物图

Fig. 8. Experimental setup and physical diagram. (a) Experimental setup of FOPO; (b) photo of all-fiber integrated CARS source

图 9. 实验结果。(a) AIC和AOC装置中FOPO的光谱;(b) AIC和AOC装置中的输出功率曲线

Fig. 9. Experimental results. (a) Spectra of FOPO in AIC and AOC configurations; (b) output power curves of AIC and AOC configurations

图 10. CARS光谱探测装置示意图

Fig. 10. Schematic of setup for CARS spectroscopy

图 11. CARS光谱与图像。(a)用AIC方案检测的乙醇样品的CARS光谱;(b)小鼠耳朵皮下脂肪组织的CARS图像

Fig. 11. CARS spectrum and image. (a) CARS spectrum of ethanol sample for AIC scheme; (b) CARS image of mouse ear adipose tissue

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图 1. 用于CARS显微成像的FOPO

Fig. 1. FOPO used for CARS microscopy

图 2. 实验装置与相位匹配曲线。(a) FOPO的实验装置;(b)利用不同抽运波长计算的信号波长

Fig. 2. Experimental setup and phase matching curve. (a) Experimental setup of FOPO; (b) calculated signal wavelength for different pump wavelengths

图 3. 实验结果。(a)信号脉冲不同波长处的输出功率;(b)信号脉冲的脉冲宽度及光谱

Fig. 3. Experimental results. (a) Output powers of signal pulse at different wavelengths; (b) pulse duration and spectrum of signal pulse

图 4. 光纤参量振荡器和放大器

Fig. 4. Fiber optical parametric oscillator and amplifier

图 5. 实验结果。(a) FOPG、FOPO、FOPA的信号脉冲光谱;(b) FOPG、FOPO、FOPA中放大信号脉冲的输出功率随着抽运功率的演变

Fig. 5. Experimental results. (a) Spectra of signal pulses for FOPG, FOPO and FOPA; (b) evolution of output powers of amplified signal pulses in FOPG, FOPO and FOPA as function of pump power

图 6. FOPO的实验装置

Fig. 6. Experimental setup of FOPO

图 7. 参量增益谱与可调范围。(a)参量增益谱;(b)调节延时电机时输出的不同波长

Fig. 7. Parametric gain spectra and tunable range. (a) Parametric gain spectra; (b) wavelength tuning results by changing delay stage

图 8. 实验装置与实物图。(a) FOPO的实验装置;(b)全光纤集成CARS光源实物图

Fig. 8. Experimental setup and physical diagram. (a) Experimental setup of FOPO; (b) photo of all-fiber integrated CARS source

图 9. 实验结果。(a) AIC和AOC装置中FOPO的光谱;(b) AIC和AOC装置中的输出功率曲线

Fig. 9. Experimental results. (a) Spectra of FOPO in AIC and AOC configurations; (b) output power curves of AIC and AOC configurations

图 10. CARS光谱探测装置示意图

Fig. 10. Schematic of setup for CARS spectroscopy

图 11. CARS光谱与图像。(a)用AIC方案检测的乙醇样品的CARS光谱;(b)小鼠耳朵皮下脂肪组织的CARS图像

Fig. 11. CARS spectrum and image. (a) CARS spectrum of ethanol sample for AIC scheme; (b) CARS image of mouse ear adipose tissue

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