一种单插靶位可调光激励装置及调谐方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单插靶位可调光激励装置，包括光激励探头、可调光源、应激信号记录和分析模块；光激励探头的出射端位于激励目标区域中，光激励探头的入射端位于激励目标区域外侧，可调光源与光激励探头的入射端相对，光激励探头的出射端与位于激励目标区域中的待激励的目标靶位相对，应激信号记录和分析模块用于检测待激励的目标靶位应激信号的强度。该激励装置能够在单次插入目标区域后，通过调谐出射光束的束形、束宽、进入目标区域角度，与目标靶位精确对准，降低插入时不可避免的空间误差，提高光激励效果。本发明专利技术还公开了单插靶位可调光激励装置的调谐方法，该方法可以在激励装置在单次插入目标区域后，实现与目标靶位精确对准。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种单插靶位可调光激励装置，包括光激励探头、可调光源、应激信号记录和分析模块；光激励探头的出射端位于激励目标区域中，光激励探头的入射端位于激励目标区域外侧，可调光源与光激励探头的入射端相对，光激励探头的出射端与位于激励目标区域中的待激励的目标靶位相对，应激信号记录和分析模块用于检测待激励的目标靶位应激信号的强度。该激励装置能够在单次插入目标区域后，通过调谐出射光束的束形、束宽、进入目标区域角度，与目标靶位精确对准，降低插入时不可避免的空间误差，提高光激励效果。本专利技术还公开了单插靶位可调光激励装置的调谐方法，该方法可以在激励装置在单次插入目标区域后，实现与目标靶位精确对准。【专利说明】—种单插靶位可调光激励装置及调谐方法
本专利技术属于光通信与集成光学领域，具体来说，涉及。
技术介绍
面向微型特定靶位的光激励近来成为微米级物质调控和检测的前沿技术，其应用对象包括而不限定于:( I)荧光成像和光学相干断层扫描成像等光学微结构成像；(2)光镊，利用光束产生的束缚力控制和移动微米级微粒(如细胞)；(3)光学微粒检测，利用微粒对光激励信号的应激信号检测微粒；(4)光学神经调控，利用光激励信号调控单个神经元，产生光致神经信号。面向微型特定靶位的光激励均需要光激励信号的靶向性发射，当目标靶位的尺寸为微米级时，必须采用微型光激励探头对目标靶位所在待激励区域进行指向性插入，使探头的出射光束能以一定光功率对准目标靶位发射。相比其他激励手段，靶向性光激励有以下优点:1、靶向性强，对象明确，能够实现单个微米级目标的调控；靶向性光激励直接对微米级目标靶位进行指向性发射，由于光束在目标区域内传输的方向性，能够实现单个 微米级目标的精确调控，此外还能通过光束的压缩聚焦等手段，提高靶向精度到与激励光信号波长相比拟的程度。2、激励信号使用独立信道，与待激励目标靶位所在环境相互影响很小，只与目标靶位发生互作用；光激励信号只会与目标靶位相互作用，与其所在环境的影响很小，每种光激励信号因其频率、相位、偏振态等不同，均视为不同的信号，使用独立的信道，不易相互干扰或受到干扰。3、光信号拥有频率、相位、偏振态及波形等多维信号类型及其组合，适用于各种不同的目标靶位类型；光信号的多种类型兼容于相似的发生、传输和发射技术平台，且能适用于不同类型的目标靶位，比如在光学相干断层扫描成像中使用1310nm和1550nm波段红外光，在光学神经调控中使用450-580nm波段可见光等。4、安全无害，适合应用于人体内或食品卫生等领域；光激励信号在其大多数波段、偏振态、相位和波形上都安全无害，因此能够应用于人体内或食品卫生等领域。由于所述靶向性光激励的各种应用需要共通的技术工具平台，因此一种插入式光激励装置得到了发展，这种装置的核心部件是插入到待激励目标区域的微型光激励探头，负责将光激励信号通过自身传输至待激励目标区域，并对目标靶位发射。由于光激励的特殊性，微型光激励探头的出射光束在待激励目标区域的扩散服从光在散射介质中传播的规律。米氏散射模型被用于描述出射光束在激励目标区域的扩散，根据该模型，在大多数情况，比如人体组织内部、化学溶液中等时候，光束仍能大致维持其方向性。因此使用微型光探头激励目标靶位的一个重要的问题就是光学激励探头与目标靶位的精确对准，光学激励探头在单次插入时只能实现粗对准，插入后其与目标靶位存在空间误差，这种误差也会严重影响探头的激励效果。现有的插入式光激励装置多使用光波导构成其光激励探头，并采用发光二极管、平行光或光纤等光源，与光波导的入射端面直接耦合。光波导结构的光传输效率较高，传输功耗较低，端面直接耦合有利于降低耦合损耗，使尽量多的光功率能进入光波导。但这种设计比较简单，难以调节出射光束的束形、束宽、入射角度等并实现与目标靶位的精确对准。
技术实现思路
技术问题:本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种单插靶位可调光激励装置，该激励装置能够在单次插入目标区域后，通过调谐出射光束的束形、束宽、进入目标区域角度，与目标靶位精确对准，降低插入时不可避免的空间误差，提高光激励效果；同时，还提供该单插靶位可调光激励装置的调谐方法，该方法可以在激励装置在单次插入目标区域后，实现与目标靶位精确对准。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种单插靶位可调光激励装置，所述的激励装置包括光激励探头、可调光源、应激信号记录和分析模块；光激励探头的出射端位于激励目标区域中，光激励探头的入射端位于激励目标区域外侧，可调光源与光激励探头的入射端相对，光激励探头的出射端与位于激励目标区域中的待激励的目标靶位相对，应激信号记录和分析模块用于检测待激励的目标靶位应激信号的强度。进一步:所述的可调光源包括光源、连接光纤、入射端头和微调对准装置；光源通过连接光纤与入射端头相连，入射端头位于微调对准装置上，入射端头与光激励探头的入射端相对；微调对准装置用于调整入射端头射出的光到光激励探头入射端面的不同位置。进一步:所述的应激信号记录和分析模块包括应激信号传感器和信号分析仪；所述的应激信号传感器和信号分析仪位于激励目标区域外侧，应激信号传感器和信号分析仪相连，应激信号传感器用于感应位于激励目标区域中的目标靶位的应激信号，应激信号传感器将获取的应激信号传输到信号分析仪中，信号分析仪用于对目标靶位的应激信号进行转换、放大、去噪和显示。一种上述的单插靶位可调光激励装置的调谐方法，该调谐方法包括以下步骤:第一步:连接激励装置:将光激励探头的出射端插于激励目标区域中，使光激励探头的出射端与位于激励目标区域中的待激励的目标靶位初步相对，将位于激励目标区域外侧的光激励探头的入射端与可调光源相对，将应激信号传感器和信号分析仪相连；第二步:激励目标靶位:调节可调光源，使可调光源射出的光信号从入射点射入光激励探头的入射端面上，并通过光激励探头进入到激励目标区域中，激励目标靶位；第三步:显示应激信号:利用应激信号传感器收集目标靶位的应激信号，应激信号传感器将应激信号传送至信号分析仪中，信号分析仪分析和显示目标靶位的应激信号；第四步:重复第二步，改变可调光源射出的光信号射在光激励探头入射端面的入射点，然后重复第三步，显示目标靶位的应激信号，直至信号分析仪显示的目标靶位的应激信号为最大值时，停止操作。有益效果:与现有技术相比，本专利技术采用的技术方案具有以下技术效果:1.仅需单次插入，就可实现光激励探头与目标靶位的精确对准，降低了插入误差，提高了光激励作用效果。本专利技术的单插靶位可调光激励装置及调谐方法，光激励探头只需插入目标区域一次，然后通过调谐可调光源在光激励探头入射端面上的入射点，激发起光激励探头中的特殊高阶模式，从而改变出射光束的束形、束宽和进入目标区域角度等，帮助光激励探头与目标靶位精确对准，提高光激励作用效果，避免因对准误差造成光激励探头低效甚至作废的现象。2.广泛适用于多种类型光源和光波导，通用性良好，应用广泛。本专利技术所述单插靶位可调光激励装置及调谐方法，通过可调光源的光入射端头产生所需入射光场，在光激励探头入射端面上选择入射点实现调谐，适用于多种类型的光源和光波导，可根据应用对象选用合适的部件，应用广泛。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的单插本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单插靶位可调光激励装置，其特征在于：所述的激励装置包括光激励探头（1）、可调光源（2）、应激信号记录和分析模块（3）；光激励探头（1）的出射端位于激励目标区域（5）中，光激励探头（1）的入射端位于激励目标区域（5）外侧，可调光源（2）与光激励探头（1）的入射端相对，光激励探头（1）的出射端与位于激励目标区域（5）中的待激励的目标靶位（6）相对，应激信号记录和分析模块（3）用于检测待激励的目标靶位（6）应激信号的强度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小菡，董纳，蒋卫锋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：