CN100529737C - 超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法和系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明是一种超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法和系统及其应用。利用会聚的超短脉冲激光诱导被测物局部表面气体或被测物内部的微小区域电离，形成微区等离子体，采用光电探测器探测该等离子体在可见光波段内的电磁波辐射强度，通过记录被测物不同位置处的等离子体辐射强度，获得反映被测物材料性质空间变化的显微图像。该方法探测灵敏度高，对材料组分微小变化的鉴别率要远高于线性成像显微镜；具有微米或亚微米量级的空间分辨率，可以达到或超过衍射极限；对被测物损伤程度低，可用于各种材料如金属、半导体、陶瓷等的表面检测，也可用于透明材料表面和内部结构的检测，还可用于生物、人体和动物病变组织的精密诊断。

Description

超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法和系统及其应用

【技术领域】

本发明涉及材料分析和显微成像技术领域，特别是一种基于原子、分子的多光子电离过程的非线性显微成像新方法和新系统及其应用。

【背景技术】

在人类世界的科技发展中，对微观物体的显微成像和微观材料分析始终是一个极为重要的科学研究领域，该领域的突破往往会对其它学科和技术的发展产生显著的推动作用。从最早的光学放大镜到现代的超级显微镜，如扫描电子显微镜、原子力显微镜及隧道扫描显微镜等，可以说每一项新成像技术的出现都是科学技术发展的重要里程碑。随着激光及超快、超强激光脉冲的出现，使得非线性光学的深入研究和实际应用成为可能。将光与物质相互作用的非线性过程应用于显微成像和材料分析，不但可以大大地提高光学显微术的空间分辨率和对被测物组分和结构的鉴别率，利用分层扫描技术，还可进行三维成像。

已经报道的非线性光学成像技术有多光子荧光成像、二次谐波及三次谐波成像、反斯托克斯显微术、受激荧光发射损耗显微术等，其中多光子荧光显微和三次谐波成像都出现了很好的应用实例。不过，多光子荧光仅在生物样本中得到了广泛的应用，其中很多情况下需要在被测物中注入荧光标记物，而三次谐波成像也由于其对被测物非线性性质的特殊要求有很大的应用局限性。

激光诱导击穿光谱(LIBS)被认为是在很多方面优于传统化学材料分析方法的一种重要的新型材料分析技术。这种技术具有对被测物准备工作的要求低，适用范围广，对被测物损伤小等特点。但LIBS需要用到相对复杂的光谱分析系统，因此往往伴随着整体光信号利用率不够高、测试数据量大、时间长等问题。另外，在光谱分析系统的灵敏度不能满足要求的情况下，需要依靠增加照射激光的光强来提高等离子体信号的强度，这就加重了对被测物的损伤程度和范围，严重的损伤同时会造成空间分辨率的降低。所以，在显微成像以及微米或亚微米量级的微区内材料分析等方面，LIBS的应用有很大的局限性。

实际上，如果将LIBS材料分析技术与扫描共焦激光显微技术有机结合起来，用光电探测器代替LIBS中的光谱分析系统并对被测物进行逐点扫描就可以形成一种新的非线性成像技术。

【发明内容】

本发明的目的旨在提供一种超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法和专用系统及其应用。它利用超短脉冲激光诱导被测物材料自身或表面附近的气体电离产生等离子体，并通过测量该等离子体的辐射强度来探测被测物内部材料或表面状态的空间变化，为材料分析和微观物质观察提供一种全新的技术手段。

本发明为实现上述目的，公开了一种超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)利用会聚的超短脉冲激光诱导被测物局部表面气体或被测物内部的微小区域电离，从而形成微区等离子体；

(2)采用光电探测器探测电离区内等离子体在可见光波段内的电磁波辐射强度；

(3)用信号放大器放大由光电探测器输出的光电信号，并输入计算机存储该强度值；

(4)通过控制被测物与超短脉冲激光束的相对位置，重复上述步骤对被测物不同位置进行二维平面扫描，或不同平面的三维扫描探测，得到被测物不同位置的微区等离子体辐射强度，将其输入计算机，根据不同位置的强度构造出反映被测物材料性质及其空间变化的显微图像；

(5)对所得的灰度信号图进行伪彩色编码。

本发明还公开了专用于超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的系统。包括超短脉冲激光器，信号放大器，光电探测器，光滤波器，二向色镜，反射镜，照明光源，实时监测装置CCD，成像透镜，半透半反镜，小孔光阑，显微物镜，三维移动台和计算机，其特征在于它构成多条光路：

所说的第1条光路是：超短脉冲激光器(1)输出的超短脉冲激光脉冲经过二向色镜(5)的反射后进入显微物镜(13)，经该物镜聚焦后照射到被测物(15)；

所说的第2条光路是：被测物(15)被激光激发产生的等离子体辐射光沿照射激光相反的方向传播，经显微物镜(13)收集，然后透过二向色镜(5)，经过光滤波器(4)后，由高灵敏度的光电探测器(3)接收，再通过信号放大器(2)进入计算机(17)；

所说的第3条光路是：由照明光源(7)发出的照明光，经反射镜(6)反射后进入显微物镜(13)聚焦照射在被测物(15)上；该照明光在导入显微物镜之前依次通过第一小孔光阑(11)和第二小孔光阑(12)；

所说的第4条光路是：被测物(15)散射的照明光沿照明光相反的方向传播，并被显微物镜(13)收集，然后依次经过半透半反镜(10)和成像透镜(9)进入实时监测装置CCD(8)；

所说的三维移动台(14)放置被测物。

由电动马达或压电陶瓷驱动三维移动台(14)，对被测物实现二维或三维扫描；或者是由光学扫描振镜构成的光束扫描器(16)实现超短脉冲激光束对被测物的二维或三维扫描。

本发明超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征在于用于对被测物的表面和内部进行无损探测和成像。

本发明超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征还在于用于对被测物材料的组成成份、结构、密度的性质变化进行非线性的分辨。

本发明超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征还在于可以用于对生物样品的检测及病变组织进行诊断。

本发明超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征还在于可以用于光学透明材料内部微缺陷和折射率变化的检测。

本发明超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征还在于可以为新型的超短脉冲激光微制造过程提供重要的实时检测手段。

本发明的有益效果是：与LIBS相比，该技术不但具备了LIBS不具备的成像功能，而且大大提高了探测系统的灵敏度，从而可以采用更低的激发光强，减小或甚至避免对被测物的损伤。同时，用飞秒或亚皮秒的超短激光脉冲代替LIBS通常采用的纳秒激发光源，这意味着同样激发光强时脉冲的能量大大地降低了，从而进一步减小了对被测物的损伤。与扫描共焦激光显微技术相比，该技术本质上是一种高度非线性探测成像，因此无论是空间分辨率、还是材料特性的鉴别率上都会有很明显地改善。对于不但关心被测物的空间微观形貌而且关心被测物材料特性变化的情况，我们提出的超短脉冲激光非线性等离子体显微技术将具有很大的优势。这种技术可用于各种材料如金属、半导体、陶瓷材料的表面检测，也可用于光学材料表面和内部的性质及结构的检测，更重要地，该技术对于生物体病变的检测和微观诊断也将会有重要意义。

本发明的方法和系统适用于固体、液体、气体等各种材料形态和成份的检测。本发明对被测物材料组成成份及结构变化有较高的灵敏度，空间分辨率可以达到微米或亚微米量级。对于材料性质均匀的被测物表面，本发明可以提供亚微米量级的表面轮廓图像。在光学透明材料的内部微缺陷的检测方面，本发明将会有重要的应用。此外，目前运用激光诱导光学材料变性，产生折射率变化，制备三维光波导、光纤光栅等光电子器件的(光)制造技术正在快速发展。本发明可以为这一新型的激光微制造过程提供重要的实时检测手段，从而对激光制备各种微型光电器件产生关键性的推动作用。

由于本发明具备非线性的材料分析和分辨能力，同时可以最大限度地减小探测过程中对被测物的损伤程度，其在生物样本显微观察及病变组织的检测方面具有独特的优势。生物组织及生物细胞大多透明，而且各种组织结构的构成又比较接近，所以传统的光学成像方法很难区分，通常采用的染色或荧光方法，一方面使得成像过程变得复杂化，另一方面在有些情况下也会引发人为的生物毒性。由于本发明具有高灵敏的材料变化分辨能力，可以尝试在不染色的情况下对生物样本进行显微观察和分析，因此，这将是一种很有前景的生物和医学研究工具。

由于电离过程属于高阶非线性过程，从而可以对被测物材料的组成成份、结构、密度等性质变化进行非线性的分辨。在对被测物表面进行成像的过程中，由于等离子体信号是来自于被测物表面的诱导的附近气体的电离，而被测物本身不发生电离，所以可以实现无损探测和成像。

【附图说明】

图1为本发明的系统示意图；

图2为超短脉冲激光诱导的氮气等离子体辐射光谱；

图3为等离子体信号随激发激光强度的变化关系；

图4为标准单模光纤的横截面图；

图5为超短脉冲激光在光学玻璃内部刻写的微结构图像；

图6为超短脉冲激光在玻璃片表面刻写的微结构图像；

图7为人体口腔粘膜上皮细胞的显微图像。

其中：1.超短脉冲激光器；2.信号放大器；3.光电探测器；4.光滤波器；5.二向色镜；6.反射镜；7.照明光源；8.实时监测装置(CCD)；9.成像透镜；10.半透半反镜；11.第一小孔光阑；12.第二小孔光阑；13.显微物镜；14.三维移动台；15.被测物；16.光束扫描器；17.计算机。

以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

【具体实施方式】

本发明超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法，包括以下步骤：

(1)利用会聚的超短脉冲激光诱导被测物局部表面气体或被测物内部的微小区域电离，从而形成微区等离子体。其中：超短脉冲激光是脉宽为在10fs与1ps之间、单脉冲能量在0.1nJ与10μJ之间、波长范围在700nm至2500nm之间的近红外超短脉冲：超短脉冲激光由一个数值孔径(N.A.)0.1-1.5的显微物镜聚焦后，激发被测物自身电离或诱导被测物表面附近的空气电离，被测物或空气电离辐射等离子光。

(2)采用光电探测器探测电离区内等离子体在可见光波段内的电磁波辐射强度。即被测物或空气电离辐射等离子光经过数值孔径0.1-1.5的显微物镜收集，再经过光滤波器滤掉剩余激发激光后，由光电探测器探测。

(3)用信号放大器放大由光电探测器输出的光电信号，并输入计算机存储该强度值。

(4)通过控制被测物与超短脉冲激光束的相对位置，重复上述步骤对被测物不同位置进行扫描探测，得到被测物不同位置的微区等离子体辐射强度，将其输入计算机，根据不同位置的强度构造出反映被测物材料性质及其空间变化的显微图像。

此外，被测物扫描之前或之后，可以通过插入分光镜或反射镜引入照明光照射被测物，被测物散射的照明光由插入的半透半反镜反射后经过成像透镜在实时监测装置CCD上成像，在监视器中监测。

成像过程可以在大气中进行，也可以将被测物置于充有惰性气体的密闭容器内进行。

超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的系统(如图1所示)，由超短脉冲激光器，信号放大器，光电探测器，光滤波器，二向色镜，反射镜，照明光源，实时监测装置CCD，成像透镜，半透半反镜，小孔光阑，显微物镜，三维移动台和计算机等组成，并构成四条光路：

所说的第1条光路是：超短脉冲激光器(1)输出的超短脉冲激光脉冲经过二向色镜(5)的反射后进入显微物镜(13)，经该物镜聚焦后照射到被测物(15)；

所说的第2条光路是：被测物(15)被激光激发产生的等离子体辐射光沿照射激光相反的方向传播，经显微物镜(13)收集，然后透过二向色镜(5)，经过光滤波器(4)后，由高灵敏度的光电探测器(3)接收，再通过信号放大器(2)进入计算机(17)。其中所说的光电探测器光电倍增管、光电二极管，雪崩型光电二极管、CCD和增强型CCD等；所说的信号放大器可以是锁相放大器或门积分器、电流放大器等。

所说的第3条光路是：由照明光源(7)发出的照明光，经反射镜(6)反射后进入显微物镜(13)聚焦照射在被测物(15)上；该照明光在导入显微物镜之前依次通过第一小孔光阑(11)和第二小孔光阑(12)，与飞秒光调成共线。所说的照明光为接近准直的可见光，尤其可以是经过适当准直的波长为632.8nm的氦氖激光；照明光既可调成与超短脉冲激光齐焦也可调成不齐焦或临近齐焦。

所说的第4条光路是：被测物(15)散射的照明光沿照明光相反的方向传播，并被显微物镜(13)收集，然后依次经过半透半反镜(10)和成像透镜(9)进入实时监测装置CCD(8)；

所说的三维移动台(14)用来放置被测物。三维移动台(14)是由电动马达或压电陶瓷驱动的三维移动台，对被测物实现二维或三维扫描；或者是由光学扫描振镜构成的光束扫描器(16)实现超短脉冲激光束对被测物的二维或三维扫描。

本发明利用超短脉冲激光诱导被测物自身或表面附近的气体产生局域的等离子体，采用光电探测器探测该等离子体的辐射强度来检测焦点附近的被测物材料性质。通过记录不同被测物位置处的等离子体辐射强度值，给出分辨材料性质空间变化的数字显微图像。

超短脉冲激光器作为激发光源，其可输出中心波长在800nm、最大单脉冲能量为2mJ、最小脉宽50fs的激光脉冲。该激光被衰减后(通常被衰减到单脉冲能量为纳焦量级)经过二向色镜后进入高数值孔径的显微物镜，经该物镜聚焦到透明被测物内部或被测物表面附近的空气中。在激光的焦点处及其邻近区域，被测物(或空气)会被激光激发电离并产生等离子体，该等离子体中电子与离子的复合导致可见光波段的辐射。其中，一部分辐射光沿照射激光相反的方向传播，并被显微物镜收集，然后透过半透半反镜，经过光滤波器滤掉剩余的超短脉冲激光后由高灵敏度的光电探测器接收。

光电探测器将接收到的光信号转变为弱电流信号后送入信号放大器，信号被放大后送入计算机内的数据采集卡，计算机记录一个信号强度并将其存储起来。该过程完成后计算机控制扫描装置移动被测物或通过光束扫描器控制超短脉冲激光束的相对移动，在新的被测物位置重复上述操作，得到该位置处的等离子信号强度。这样通过对被测物不同位置处进行扫描探测，得到对应不同位置处的等离子强度，最终构成一幅被测物的显微灰度图像或者是伪彩色图像。为了实时监控成像过程，在等离子体成像之前或之后，可以通过插入反射镜引入照明光，并插入半透半反镜，使被测物散射光经过成像透镜成像在CCD上，通过监视器监测。

沿激光传播方向前后移动被测物，可以调节激光焦点和被测物表面之间的相对距离。若将激光焦点调节到透明被测物内部，此时等离子体来自被测物材料自身的电离，通过横向扫描被测物并记录不同位置所对应的等离子体信号强度，就可以得到分辨被测物内部材料空间变化的数字显微图像，这样可以分辨材料组成成份的变化，也可以分辨材料结构和密度等性质的变化。若将激光焦点调节到被测物表面以外，让激光的焦点和被测物表面有一定的距离，此时激光诱导的光电子在激光的作用会将表面附近的空气电离，通过横向扫描被测物并记录不同位置所对应的空气等离子体信号强度获得数字显微图像，可以分辨被测物表面材料性质或形貌的空间变化。

在对被测物表面成像时，激光焦点和表面之间的距离受激光参数(包括强度、聚焦条件等)和被测物性质(主要是损伤阈值)的影响，其取值范围一般在2μm到30μm之间。如果距离太大，被测物对空气电离影响会太小，如果距离太小，激光又会将被测物打坏。

本发明中采用几十至几百飞秒的激光超短脉冲作为激发光，其所激发的等离子体辐射以连续谱为主，如附图2所示为超短脉冲激光诱导的氮气等离子光谱。

由于超短脉冲激光诱导被测物电离的主要机制是多光子电离，是一种高阶非线性过程，这样本发明实际上是一种光学材料非线性分析及显微成像方法，如附图3所示的等离子体信号随激发激光强度的变化关系。纯SiO₂构成的标准光纤包层和由掺锗(Ge)的SiO₂构成的纤芯所产生等离子体信号和激发光强呈高次幂关系，而且，对应同一个激发光强，等离子的信号区别很大，这说明等离子信号对材料的变化非常敏感。同时，这种高阶非线性过程使得获得亚衍射极限的分辨率成为可能，加上经高倍显微物镜聚焦后的焦斑本身很小，该技术可以达到微米甚至亚微米量级的分辨率，而且可以进行不同深度的层析扫描，构成三维空间图像。

附图4(a)为本发明分辨被测物材料组成成份变化的一个示例，纯SiO₂构成的标准光纤包层和由掺锗(Ge)的SiO₂构成的纤芯被明显地区分了出来。所用的系统参数为：激光单脉冲能量16nJ，N.A.＝0.25的10×显微物镜聚焦，扫描间隔为3μm。附图4(b)为采用OlympusBX51显微镜放大500×后由数码相机拍摄的显微图片。采用传统显微镜只能区分这种材料变化的光学表象即折射率的变化，由于光纤包层和纤芯的折射率差别不大，所以显微图片的对比度很差。这说明本发明的这种非线性探测手段可以更直接地探测材料内部的成份变化，其对比能力要远优于传统光学显微镜。

当激光在透明被测物内部聚焦时，被测物材料中的原子(或分子)将被电离并在局部形成等离子体。通过移动被测物，并记录不同空间位置所对应的等离子体信号强度，将得到分辨材料性质空间变化的显微图像。如附图5(a)，由超短脉冲激光在玻璃内刻写的微结构可以被清晰地展现出来。同样道理，传统的光学显微镜对这种微小折射率变化的材料变性的区分能力要差很多，如附图5(b)所示。获得图5(a)的实验参数为：激光单脉冲能量为16nJ，聚焦镜为N.A.＝0.25的10×显微物镜，扫描间隔为3μm。图5(b)是Olympus BX51显微镜放大250×后由数码相机拍摄的图片。

附图6为在玻璃表面由超短脉冲激光烧蚀技术制备的一个微结构的显微图像。其中图6(a)是本技术获得的图像，图6(b)是传统显微镜像获得的图像。比较两图可以看出，图(a)具有明显的深度分辨和对比能力，这一点在图像的左半部分反映的更明显。获得图6(a)的图像的参数为：激光单脉冲能量为300nJ，聚焦镜为N.A.＝0.65的40×显微物镜，激光焦点距离玻璃表面为16μm，扫描间隔为3μm。图6(b)是Olympus BX51显微镜放大250×由数码相机拍摄的图片。图6(a)、(b)对应的实际尺寸为150×150μm²。

附图7所示为人体口腔上皮细胞的显微图像，其中图7(a)为激光焦点在细胞内部时获得的细胞内部结构；图7(b)为焦点在细胞表面附近通过空气等离子体获得的细胞表面状况图像，由于细胞表面材料性质的变化很小，图7(b)实际反映了细胞的表面形貌；获得图7(a)和7(b)的图像的参数为：激光单脉冲能量为12nJ，聚焦镜为N.A.＝0.65的40×显微物镜，扫描间隔为1μm。(c)和(d)分别是(a)和(b)的伪彩色图像，(a)、(b)、(c)、(d)对应的实际尺寸为100×100μm²。

Claims (13)

1、一种超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)利用会聚的超短脉冲激光诱导被测物局部表面气体或被测物内部的微小区域电离，从而形成微区等离子体；所述超短脉冲激光是脉宽在10fs与1ps之间、单脉冲能量在0.1nJ与10μJ之间、波长范围在700nm至2500nm之间的近红外超短脉冲激光；所述超短脉冲激光由一个数值孔径(N.A.)为0.1与1.5范围内的显微物镜聚焦后，激发被测物自身电离或诱导被测物表面附近的空气电离，被测物或空气电离产生等离子体辐射；在对被测物表面成像时，所说的激光焦点和被测物表面之间的距离在2μm到30μm之间；

(2)采用光电探测器探测电离区内等离子体在可见光波段内的电磁波辐射强度；所述被测物或空气电离所辐射的等离子光经过数值孔径(N.A.)为0.1与1.5范围内的显微物镜收集，再经过光滤波器滤掉剩余激发激光后，由光电探测器探测；

(3)用信号放大器放大由光电探测器输出的光电信号，并输入计算机存储该强度值；

(4)通过控制被测物与超短脉冲激光束的相对位置，重复上述步骤并对被测物进行二维平面扫描，或不同平面的三维扫描探测，得到被测物不同位置电离区的电子-离子复合所致的光辐射强度，将其输入计算机，根据不同位置的光电信号强度构造出反映被测物材料性质及其空间变化的显微图像；

(5)对所得的灰度信号图进行伪彩色编码；

在对所说的被测物扫描之前，通过插入分光镜或反射镜引入照明光照射被测物，被测物散射的照明光由插入的半透半反镜反射后经过成像透镜在实时监测装置CCD上成像，在监视器中监测。

2、根据权利要求1所述的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法，其特征在于：成像过程可以在大气中进行，也可以将被测物置于充有惰性气体的密闭容器内进行。

3、一种专用于权利要求1的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的系统，包括超短脉冲激光器，信号放大器，光电探测器，光滤波器，二向色镜，反射镜，照明光源，实时监测装置CCD，成像透镜，半透半反镜，小孔光阑，显微物镜，三维移动台和计算机，其特征在于还包括：

第1条光路：超短脉冲激光器(1)输出的超短脉冲激光脉冲经过二向色镜(5)的反射后进入显微物镜(13)，经该物镜聚焦后照射到被测物(15)；

第2条光路：被测物(15)被激光激发产生的等离子体辐射光沿照射激光相反的方向传播，经显微物镜(13)收集，然后透过二向色镜(5)，经过光滤波器(4)后，由高灵敏度的光电探测器(3)接收，再通过信号放大器(2)进入计算机(17)；

第3条光路：由照明光源(7)发出的照明光，经反射镜(6)反射后进入显微物镜(13)聚焦照射在被测物(15)上；该照明光在导入显微物镜之前依次通过第一小孔光阑(11)和第二小孔光阑(12)；

第4条光路：被测物(15)散射的照明光沿照明光相反的方向传播，并被显微物镜(13)收集，然后依次经过半透半反镜(10)和成像透镜(9)进入实时监测装置CCD(8)；

所说的三维移动台(14)放置被测物。

4、根据权利要求3所述的系统，其特征在于由电动马达或压电陶瓷驱动三维移动台(14)，对被测物实现二维或三维扫描；或者是由光学扫描振镜构成的光束扫描器(16)实现超短脉冲激光束对被测物的二维或三维扫描。

5、根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于所说的光电探测器是光电倍增管、光电二极管或CCD。

6、根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于所说的信号放大器是锁相放大器或门积分器、电流放大器。

7、根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于所说的照明光为接近准直的可见光。

8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于所说的照明光为经过适当准直的波长为632.8nm的氦氖激光；照明光既可调成与超短脉冲激光齐焦也可调成不齐焦或临近齐焦。

9、权利要求1的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征在于用于对被测物的表面和内部进行无损探测和成像。

10、权利要求1的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征在于用于对被测物材料的组成成份、结构、密度的性质变化进行非线性的分辨。

11、权利要求1的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征在于用于对生物样品的检测及病变组织进行诊断。

12、权利要求1的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征在于用于光学透明材料内部微缺陷和折射率变化的检测。

13、权利要求1的超短脉冲激光诱导的多光子电离非线性显微成像方法的用途，其特征在于为新型的超短脉冲激光微制造过程提供重要的实时检测手段。

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