光纤飞秒成像技术——实现超快连续成像

飞秒激光在成像上往往具备超快成像、超高带宽和超高分辨率等优点，因此已经广泛应用于超快动力学研究、TFS超高速飞秒相机、生物成像与检测、高光谱分辨率成像和小载荷卫星成像等多个方向，比如高通量细胞检测和分析、超快激光扫描成像、单原子精度三维原子成分成像、基于纳米超材料的10 GHz超高速飞秒激光扫描以及泵浦探测全光纤超快连续成像技术（DFT）等。

以Cheng Lei等人发表在Nature Protocols的“High-throughput imaging flow cytometry by optofluidic time-stretch microscopy”为例，使用光纤飞秒脉冲激光器作为光源，进行空间-时间-波长信息编码转换，实现高速（10 m/s以上）、高分辨（780 nm以上）、大通量（106 cells/s以上）的实时细胞检测和分析。

图155.4为超快连续成像技术的系统示意图及实物图，来自飞秒脉冲激光的每一个脉冲都被色散光纤在时间上拉伸。拉伸后的脉冲由第一衍射光栅在空间上分散，形成一维彩虹状光场，通过第一物镜入射到微流体装置中流动的细胞上。透射的一维彩虹光场由第二物镜采集，由第二衍射光栅重新组合形成图像编码脉冲，由光电探测器检测。光电探测器的输出是数字化的，并通过数字示波器显示。脉冲以激光器的脉冲重复率重复工作着，每次作用结果的图像由数字图像处理器构建得到。(www.xing528.com)

通过该方法，还可以得到近乎衍射极限的分辨能力。

图155.4　超快连续成像技术的系统示意图及实物图