摄影光学 高速摄影及其装置

TB872 2006043408用于双光子激发荧光寿命显微成像的高重复频率皮秒扫描相机=A high repetition rate picosecond streak camerafor two-photon excited fluorescence lifeti me microscopici maging[刊,中]/刘立新(中科院西安光机所.陕西,西安(710068)) ,屈军东…∥光学学报.—2006 ,26(3) .—373-378报道了一台高重复频率(达到1 MHz)的皮秒扫描相机以及基于此的双光子激发荧光寿命显微成像系统。该相机具有重复频率高、非线性小、时间分辨力高、工作面积大、扫描速度可调以及灵敏度高等优点。通过对若丹明6G和香豆素314两种荧光染料的…     

双光子激发时间分辨荧光光谱测量技术

建立了一台基于高重复频率扫描相机的双光子激发时间分辨荧光光谱测量系统，能够同时测量样品的荧光光谱和寿命. 该系统的时间分辨率为6.5—200ps，光谱分辨率为1—3nm，能够实现快速数据采集以及可靠和可重复的寿命和光谱测量. 利用标准荧光染料(若丹明6G、香豆素314)及其混合溶液对该系统进行了测试，所得到的荧光光谱分布和寿命值与文献报道一致. 实验结果表明，该系统能有效区分多组分荧光团. 这为鉴别多荧光团或多组分生物组织提供了一种独特的对比方法，可用于多光谱分辨荧光寿命成像和荧光共振能量转移成像等方面. 关键词： 荧光寿命 荧光光谱 双光子激发 高重复频率扫描相机     

高重复频率触发模式皮秒扫描相机

讨论了高重复频率扫描电路的研制,利用此扫描电路研制了扫描相机,使用掺钛兰宝石激光器进行了时间分辨率的标定,使用半导体激光器作为光源进行了脉冲宽度的测试.最高工作频率为：1 MHz,时间分辨率为：1.8 ps.     

皮秒微脉冲电子束团诊断

介绍一种基于皮秒扫描相机的微脉冲电子束团诊断系统和实验方法。该系统具有很高的灵敏度、皮秒的时间分辨能力和机动灵活的特点,满足射频直线加速器和储存环上电子束团诊断的要求。在我国,我们首次利用该类系统测量了北京正负电子对撞机(BEPC)储存环中脉冲电子束团的波形和初步测量了北京自由电子激光装置射频直线加速器的微脉冲电子束团的时间分布。     

软X射线皮秒变象管扫描相机

软X射线皮秒变象管扫描相机技术是一种用变象管扫描相机测量X射线脉冲而能达到皮秒时间分辨率和一维微米级空间分辨率的技术。X射线扫描相机是研究伴有X射线辐射的一切高速瞬变过程的极为重要的测量工具。例如在激光核聚变的研究中,加热压缩期间靶球发生内爆过程中高温高密度等离子体的光谱辐射主要为软X射线,对这些软X射线的研究,可以获得有关等离子体的电子温度、电子能量分布、各种不稳定性的形态及这些参量随时间变化的资料。     

X射线皮秒变象管扫描相机时空分辨率测量

X射线皮秒变象管扫描相机是一种应用变象管技术测量X射线波段脉冲辐射而能达到皮秒级时间分辨率和微米级空间分辨率的时空测试系统,是高功率激光打靶产生等离子体诊断的有力工具。时间分辨率和空间分辨率是X射线皮秒变象管扫描相机最基本的性能参数。这些参数的测量有其不同于可见光扫描相机的特殊性。     

基于图像处理的条纹相机扫描非线性修正

为了使条纹相机输出图像达到更高的测量准确度,提出一种基于图像处理的扫描非线性修正算法. 该算法根据给出的标称扫描速度拟合出扫描速度曲线,求出每道的扫描速度,取其算术平均值作为一个标准,根据每道的扫描速度与该标准的大小关系来修正像素的位置和亮度. 实验结果表明,可以将测量非线性由原来的8%减小到2%以下.     

皮秒光纤激光脉冲两个关键问题的研究

窄带耗散孤子锁模光纤激光器可以产生接近变换限制的皮秒脉冲，但受非线性相移的限制，输出脉冲重复频率不能通过增加腔长来降低，脉冲能量仅在0.1 nJ以下，严重制约着这类皮秒脉冲的实际应用。提出一种通过耦合器抽取腔内脉冲能量、抑制腔内非线性相移积累，进而允许增加腔长来降低窄带耗散孤子皮秒光纤激光脉冲重复频率的方法。运用该方法，成功地将激光器重复频率由35.2 MHz降低到了1.77 MHz，且脉冲时频特性保持不变。提出了一种基于级间FBG陷波滤波的抑制皮秒脉冲光纤放大中光谱展宽的方法。通过简单地使用级间陷波滤波器，既可窄化第一级光纤放大器后的输出脉冲谱宽，允许采用第二级光纤放大器进一步提升脉冲能量，而且，还可将脉冲重塑为近高斯形，利用高斯脉冲光谱展宽斜率小的特点，允许第二级光纤放大器将脉冲能量提升得更高。利用该方法，在RMS（均方值）谱宽保持0.4 nm以内的前提下，10 ps脉冲经标准单模光纤放大器后，能量可由0.2 nJ可提升到10 nJ以上。     

变像管皮秒分幅和飞秒扫描相机的实验研究

本文将描述两种变像管皮秒分幅相机和一种飞秒扫描相机的设计特点、动态测试方法和实验结果。第一种变像管皮秒分幅相机采用了交叉点扫描多光栏分幅的方法,其变像管具有长加速电极和短阳极的静电弱聚焦系统与偏转灵敏度高、偏转像质好的偏转群体结构;其超快速控制电路只需一个光电开关斜坡电压脉冲发生器和一个特殊设计的脉冲成形网络即可送出具有合适时间关联的4对正负极性三角波和一对正负极性的单台阶液电压脉冲。实验表明,该相机在提供6幅分幅图像的情况下,每幅图像全曝光时间为80ps,除 3～4幅图像间的时间间隔为680ps外,其余均为160ps,动态空间分辨率达到5.51p/mm。第二种变像管皮秒分幅相机采用快门式分幅方法;其变像管采用行波偏转系统,内增强MCP做成带状线结构,并具有输入输出阻抗变换器,其三台阶波和快门脉冲序列均由光电开关电路和脉冲成形网络产生。该相机在提供三幅分幅图像的情况下,每幅图像全曝光时间为660ps,画幅之间的时间间隔均为4ns,动态空间分辨率为5.5lp/mm。飞秒扫描相机采用MCP内增强飞秒扫描变像管、具有负时间畸变的中继透镜和无触发晃动的光电开关扫描电路。实验证明,该相机在时间分辨率为500fs时,其动态范围为30;当时间分辨率为1.2ps时,其动态范围可达500;无扫描图像弯曲现象,触发晃动为±2ps.     

X射线皮秒条纹相机时间分辨率测试

本文从X射线皮秒条纹变象管的工作原理入手,分析了影响X射线条纹相机时间分辨率的因素,就我所研制的X射线条纹相机的时间分辩率进行了测量。条纹相机中应用全雪崩晶体管高速扫描线路。它具有抖动小、延时小寿命长的特点。X射线皮秒脉冲是用激光打靶的方法产生。为了得到窄的X射线脉冲,用非共振环型腔YAG激光器作为激     

延时法测量条纹相机μs档扫描非线性

为实现μs档条纹相机扫描非线性标定,建立了基于延时可调信号源和外触发激光器的条纹相机μs档扫描非线性标定系统,弥补了标准具法的不足。系统通过延时值的递增,得到条纹相机扫描速度在全扫程的变化。系统中时间关系抖动来源主要是测试设备延时抖动和条纹相机触发延时抖动。时间抖动测试与分析显示,条纹相机延时抖动±0.6ns,测试设备延时抖动±0.3ns,系统总时间抖动±0.7ns。系统时间抖动会造成最终时间轴信息的起伏。大量数值模拟分析表明,时间轴起伏对系统时间抖动的影响±2ns,在可以接受的范围内。因此,该系统能够胜任条纹相机μs扫程时间信息的测量标定。     

A simple jitter-free picosecond streak camera

Using a DC-biased room-temperature photoconductive switching element, a picosecond resolution optical streak camera is operated at sweep rates up to 7 ps/mm. Single-shot jitter is 2 ps with complete absence of short and long-term drift characteristic of all other sweep drivers. This high accuracy allows the streak camera to be used in a single-shot averaging mode which leads to a sub-picosecond absolute timing accuracy. When operated in this manner, the streak camera becomes a highly reliable and accurate device for measuring transient events on a time scale of single picoseconds. The simplicity of this method makes it highly attractive for many applications in laser fusion and picosecond chemistry and photophysics studies where reliable no-drift operation is highly desirable.     

A ∼20 ps resolution crystal streak camera

This paper describes the design and performance of a streak camera based on a LiNbO₃ electro-optic deflector. The camera has a total sweep time of ～4 ns and a temporal resolution of ～20 ps for ～0.5 μm radiation. Operation between ～0.35 μm and ～5.2 μm with either coherent or incoherent light is possible. Consequently the camera has many potential applications in the field of picosecond optical chronoscopy.     

Subpicosecond hard x-ray streak camera using single-photon counting

We have developed and characterized a hard x-ray accumulating streak camera that achieves subpicosecond time resolution by using single-photon counting. A high repetition rate of 2 kHz was achieved by use of a readout camera with built-in image processing capabilities. The effects of sweep jitter were removed by using a UV timing reference. The use of single-photon counting allows the camera to reach a high quantum efficiency by not limiting the divergence of the photoelectrons.     

亚仟X光扫描相机性能研究

本文介绍了亚仟X光扫描相机的工作原理和实验方法,测定并研究了相机的静态狭缝展宽、触发延迟时间、触发晃动、动态空间分辨率、扫速与非线性、动态范围、时间分辨率。     

动态范围2000的皮秒时间分辨软X射线扫描相机

优化设计和研制了一种旨在获得大的动态范围的皮秒时间分辨软X射线扫描相机系统.该相机阴极有效面积Φ30 mm,聚焦电压8 kV,有效防止了打火对动态范围的影响|摒弃了微通道板内增强器,引入了后加速系统,以保证足够高的荧光屏量子效率|采用了大动态范围的像增强器进行图像外增强.借助于皮秒激光器动态测试和标定系统对其性能进行了实验评价,获得了动态范围大于2 000的结果.     

On-line temporal characterization of an X-ray streak camera

A simple system for an on-line temporal characterization of an X-ray streak camera is described. Multiple UV-transmitting fiber optic channels with known relative time delays facilitate measurements of sweep speed in addition to providing a fiducial signal. Results of measurements on variation of sweep speed across the output screen of an in-house developed X-ray streak camera of an average sweep speed of 24.5 ps/mm and a temporal resolution of 7.5 ps are presented.     

Tunable picosecond transient stimulated Raman scattering in ethanol

Transient stimulated Raman scattering (TSRS) of picosecond dye laser pulses in ethanol has been investigated experimentally. In particular some temporal features of TSRS from the C-H stretching mode (2928 cm^-1) in ethanol have been studied with a Photochron II streak camera with subpicosecond time resolution. It is shown that the use of TSRS provides a simple method for producing picosecond pulses tunable over the spectral region ≈492–532 nm and 691–772 nm by tuning a passively mode-locked Rhodamine 6G dye laser from 575–630 nm.     

一种长狭缝软X射线扫描相机系统

 介绍了一种长狭缝软X射线扫描相机系统。其有效工作面积达0.1mm×30mm，以满足宽频谱记录要求，通过优化变像管电子光学系统设计，尽可能地减小了时间畸变；提出利用计算机软件对残存时间畸变进行高精度校正的方法。动态测试表明，在2.5cm/ns的扫描速度下，其动态空间分辨率优于15Lp/mm，时间分辨率优于5ps。