采用分步傅里叶方法模拟皮秒泵浦脉冲在正常色散医用光子晶体光纤中超连续谱的产生,研究泵浦脉冲中心波长、峰值功率、宽度和形状对超连续谱特性的影响,优选泵浦脉冲光源的参数用于光学相干断层成像,提高其纵向分辨率和成像质量。结果表明:对于泵浦中心波长为1.06 μm、1.31 μm和1.55 μm的医用光子晶体光纤,在相同参数下,1.55 μm泵浦脉冲产生的带宽较宽,1.31 μm泵浦脉冲获得的纵向分辨率较小;对于1.55 μm的医用光子晶体光纤,当选取的双曲正割型泵浦脉冲峰值功率为20.5 W,脉冲宽度为2 ps时,可获得的纵向分辨率为5.0 μm,当选择峰值功率为18 W,脉冲宽度为0.5 ps时,可获得的纵向分辨率为3.7 μm;超高斯型泵浦脉冲比高斯型、双曲正割型和啁啾高斯型泵浦脉冲更易获得较宽、较平坦的超连续谱光源。

为了提高太赫兹相干层析成像系统的纵向分辨率, 采用色散补偿方法解决了宽带光源做成像光源带来的色散问题。基于评价函数的迭代补偿算法对降噪滤波后的原始信号进行色散补偿, 得到了较为清晰的3维重构图像。结果表明, 在迭代补偿算法的计算中, 无需预知样品的厚度信息以及色散特性, 即可获得高精度的3维重构图像, 纵向分辨率高达100μm。该研究在高精度的材料无损探测领域具有较大的研究价值和广泛的应用前景。

研究了径向偏振型飞秒脉冲激光并将其引入基于双光子吸收理论的微纳加工系统,得到了 更高纵向分辨率、更低长径比的二维微纳尺度聚合物结构。对聚焦光场内光强分布的理论模拟表 明:径向偏振型飞秒脉冲激光在提高纵向分辨率的同时会在一定程度上降低聚合物结构的横向分 辨率,使聚合物结构的长径比降低。用扫描电子显微镜表征聚合物结构得到的结果与理论模拟 结果具有良好的一致性。径向偏振型飞秒脉冲激光提高了微纳尺度聚合物结构的纵向 分辨率,在激光光刻领域有良好的应用前景。

利用光学相干层析(OCT-Optical Coherent Tomography)技术可以透过低透明介质,特别是生物组织成像.介绍了基于1310 nm波长稳定光源的OCT实验装置,实验装置采用SLD超辐射二极管光源.利用该装置对番茄皮进行了实际OCT图样采集,研制成的实验系统具有10μm左右的纵向分辨率.最后对进一步提高眼检OCT系统的性能进行了研究.