CN114460049A - 一种时分多脉冲间接像差测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双光子成像的技术领域，公开了一种时分多脉冲间接像差测量方法，包括回形腔，光脉冲进入回形腔后产生在时间上分开的光脉冲序列，在回形腔中设有波前校正器DM1；对光脉冲的像差作Zernike模式矫正，包括以下矫正步骤：加载基础像差到波前校正器上；矫正Zernike多项式Zi；在波前校正器上加载先后a0Zi和‑a0Zi，得到携带n*a0Zi像差的脉冲序列以及对应的荧光序列；找出最优系数aopt；将aopt*Zi作为基像差加入回形腔外的波前矫正器DM0矫正，直至系数收敛，DM0累积的像差即为测得的波前像差。本发明将模式法逐一测系数的方法优化为用回形腔产生时分多脉冲，携带不同系数来测量，原来Zernike多项式的每一项需要测量K个系数加载K次相位图，现减少为2次，因此整体的速度提高了K/2。

Description

一种时分多脉冲间接像差测量方法
技术领域
本发明专利涉及双光子成像的技术领域，具体而言，涉及一种时分多脉冲间接像差测量方法。
背景技术
在光学显微系统中，光穿过样品会受到样品散射和折射的影响，产生波前像差，导致理想点成像为一个不规则的弥散斑。自适应光学技术能够能够矫正样品引起的像差，提升成像分辨率和对比度。在双光子显微系统中常用的自适应光学检测方法分为直接探测和间接探测。
直接探测是通过波前传感器测量荧光的波前相位计算出预补偿的波前相位，必须具备理想的点光源和波前传感器。其优点是速度快，缺点是激发光和荧光性质不一样，二者波长差别大，探测荧光来推算激发光的波前畸变存在一定误差。
间接探测不使用额外的波前探测器，用激发光路的波前矫正器件加载有规律变化的相位图，以荧光反馈作为评价，通过迭代计算得到预补偿的波前相位。间接测量中以模式法最为经典常用。其基本原理是将像差分解到一系列的正交项中，例如Zernike多项式，然后逐一测试各个项的系数，目标是将荧光信号调制到最强。经过多次迭代后得出预补偿波前相位。
无波前探测的模式法的缺点是逐一测试Zernike各项系数，速度慢。整个矫正过程涉及三个循环第一层循环是以加载到DM上的基础像差为变量的Zernike全模式循环，第二层循环是以Zernike多项式项数为变量的Zernike模式矫正，第三层循环是以系数为变量的单项系数测量和优化。全模式矫正迭代次数为N，Zernike模式数为I，测量系数个数为K，则总共加载的图像数为N*I*K。在需要提高精确度的测量中，需要提高N、I、K的数值，导致加载的相位图过多，矫正时间延长。
然而生物样品实际成像中，尤其是活体成像中，激发出的荧光会受到外界因素(例如如光漂白，呼吸和心跳)影响会随时间变化，低测量速度更容易受到外界因素影响导致计算错误。因此提高测量速度，减少不同系数测量的时间间隔能够大幅提高模式法的准确性。
间接探测的优点是对激发光直接调制，得到的波前相位图切实有效，缺点是尝试加载的相位图多，受限于波前调制器件加载相位图的速度，相比于直接探测法速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时分多脉冲间接像差测量方法，旨在解决现有技术中，在双光子系统中间接探测速度较慢的问题。
本发明是这样实现的，一种时分多脉冲间接像差测量方法，包括回形腔，激光光源发出的光脉冲进入所述回形腔后产生在时间上分开的光脉冲序列，在所述回形腔中设有波前校正器DM1，用于对光脉冲序列加载不同像差，在所述回形腔外设有用于矫正像差的像差矫正器DM0；对光脉冲的像差作Zernike模式矫正，包括以下矫正步骤：
S1：在所述像差矫正器DM0上加载基础像差；
S2：在所述波前校正器DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数，得到光脉冲序列的像差；检测在时间上分开的光脉冲序列对应的荧光序列，找到荧光序列最强光强对应的最优系数aopt；
S3：将aopt*Zi作为基像差加载到所述像差矫正器DM0上，通过迭代的方式组合各项最优的系数；
最终在所述像差矫正器DM0上累积的像差即为测得的波前像差。
可选的，在步骤S2中，在所述波前校正器DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数a0，得到时间上分开的光脉冲序列Pn，n为光脉冲经过所述分光镜的次数，对应的像差系数分别为a0、2a0、……、a0*n；光脉冲序列聚焦到荧光物质上，对样品进行一维扫描；记录荧光信号，并通过荧光的时间将其分配到对应的光脉冲，使其匹配到正确的像差系数；将同一个像差系数对应的荧光数据求和后即可得到该系数对应的荧光反馈光强；
接着在所述波前校正器DM1上加载像差系数-a0，测得像差系数序列-a0、-2a0、……、-a0*n对应的荧光光强光强；
测完之后得到系数-a0*n到a0*n对应的荧光光强，通过拟合像差系数与荧光光强的关系计算出最优系数aopt。
可选的，在步骤S3中，将aopt*Zi作为基像差加载到所述像差矫正器DM0上后，
S31：进行Zernike多项式的下一项矫正，重复步骤S2得到Zi+1项的最优系数；直到测量完所有的Zernike模式；
S32：将上一轮测得的像差作为基础像差加载到所述像差矫正器DM0上，重复步骤S2-S31，直到测得的系数收敛至收敛值。
可选的，所述波前校正器DM1和所述像差矫正器DM0为可变形镜。
可选的，所述回形腔为非稳回形腔，所述非稳回形腔包括第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、所述波前校正器DM1、分光镜M4和反射镜；
激光光源发出的光进入所述非稳回形腔后，经所述第一凹面反射镜后，入射至所述波前校正器DM1，所述波前校正器DM1用于对光波波面相位进行校正，再入射至所述第二凹面反射镜，然后经所述反射镜反射至所述分光镜M4，分为两束光脉冲，其中一束光脉冲透射过分光镜M4输出到双光子系统中，另一束光脉冲经过分光镜M4反射重新进入所述非稳回形腔开始下一轮循环。
可选的，所述波前校正器DM1位于所述第一凹面反射镜的后焦面处，且所述波前校正器DM1位于所述第二凹面反射镜的前焦面处。
可选的，从激光光源发出的单个脉冲标记为P0，经过聚光透镜后聚焦在所述分光镜附近，贴着所述分光镜的边缘进入所述非稳回形腔，所述第一光学元件和所述聚光透镜构成共焦系统，P0光经所述第二光学元件后聚焦在所述分光镜附近。
可选的，相邻的输出光脉冲Pn与Pn+1每次在垂直于光轴方向上错开△y，经过多次循环后，P1与Pn最终在垂直光轴方向上的累积错位量为△y×(n-1)；
当所述累积错位量大于所述分光镜在垂直光轴方向上的大小时，则光束超过所述分光镜的边缘输出，不再重新进入所述非稳回形腔。
可选的，所述分光镜的具有分光膜，使得透射出的脉冲序列功率相等。
可选的，各个光脉冲Pn(n＝0,1，2，…10)聚焦点处的所述分光膜的透光比例分别为：1，1/10，1/9，1/8，1/7，1/6，1/5，1/4，1/3，1/2，1。
与现有技术相比，本发明提供的一种时分多脉冲间接像差测量方法，将模式法逐一测系数的方法优化为用回形腔产生的多脉冲，携带不同系数来测量，这样原来Zernike多项式的每一项需要测量K个系数加载K次相位图，现在减少为2次，因此整体的速度提高了K/2。假设每一项我们需要测量20个系数，使用回形腔-模式法则能把矫正速度提高十倍。
附图说明
图1是本发明提供的一种时分多脉冲间接像差测量方法的流程图；
图2是本发明提供的一种时分多脉冲间接像差测量方法的非稳回形腔结构图与光路循环示意图；
图3是本发明提供的一种时分多脉冲间接像差测量方法的分光镜的镀膜设计的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-3所示，为本发明提供的较佳实施例。
一种时分多脉冲间接像差测量方法，包括回形腔，激光光源发出的光脉冲进入回形腔后产生在时间上分开的光脉冲序列，在回形腔中设有波前校正器DM1，用于对光脉冲序列加载不同像差，在回形腔外设有用于矫正像差的像差矫正器DM0；对光脉冲的像差作Zernike模式矫正，包括以下矫正步骤：
S1：在像差矫正器DM0上加载基础像差；
S2：在波前校正器DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数，得到光脉冲序列的像差；检测在时间上分开的光脉冲序列对应的荧光序列，找到荧光序列最强光强对应的最优系数aopt；
S3：将aopt*Zi作为基像差加载到像差矫正器DM0上，通过迭代的方式组合各项最优的系数；
最终在像差矫正器DM0上累积的像差即为测得的波前像差。
本实施例提供的一种时分多脉冲间接像差测量方法，将模式法逐一测系数的方法优化为用回形腔产生的多脉冲，携带不同系数来测量，这样原来Zernike多项式的每一项需要测量K个系数加载K次相位图，现在减少为2次，因此整体的速度提高了K/2。假设每一项我们需要测量20个系数，使用回形腔-模式法则能把矫正速度提高十倍。
具体的，在步骤S2中，在波前校正器DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数a0，得到时间上分开的光脉冲序列Pn，n为光脉冲经过分光镜的次数，对应的像差系数分别为a0、2a0、……、a0*n；光脉冲序列聚焦到荧光物质上，对样品进行一维扫描；记录荧光信号，并通过荧光的时间将其分配到对应的光脉冲，使其匹配到正确的像差系数；将同一个像差系数对应的荧光数据求和后即可得到该系数对应的荧光反馈光强；
接着在波前校正器DM1上加载像差系数-a0，测得像差系数序列-a0、-2a0、……、-a0*n对应的荧光光强光强；
测完之后得到系数-a0*n到a0*n对应的荧光光强，通过拟合像差系数与荧光光强的关系计算出最优系数aopt。
在步骤S3中，将aopt*Zi作为基像差加载到像差矫正器DM0上后，
S31：进行Zernike多项式的下一项矫正，重复步骤S2得到Zi+1项的最优系数；直到测量完所有的Zernike模式；
S32：将上一轮测得的像差作为基础像差加载到像差矫正器DM0上，重复步骤S2-S31，直到测得的系数收敛至收敛值。
收敛值可为趋近于0的数，例如收敛值设为光脉冲波长的十分之一、或二十分之一，通过仿真实验获得较为理想的矫正效果。
优选的，波前校正器DM1和像差矫正器DM0为可变形镜。
具体的，回形腔为非稳回形腔，非稳回形腔包括第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、波前校正器DM1、分光镜M4和反射镜；
激光光源发出的光进入非稳回形腔后，经第一凹面反射镜后，入射至波前校正器DM1，波前校正器DM1用于对光波波面相位进行校正，再入射至第二凹面反射镜，然后经反射镜反射至分光镜M4，分为两束光脉冲，其中一束光脉冲透射过分光镜M4输出到双光子系统中，另一束光脉冲经过分光镜M4反射重新进入非稳回形腔开始下一轮循环。
以上提供了一个回形光路结构，回形光路能够使单个光子脉冲等分为N个时间上错开的光脉冲。在回形腔中加入波前调制器件DM(DM1)，波前校正器DM1通过4f系统与腔外的像差矫正器(DM0)和物镜后背孔径共轭。其最大优势在于：在DM1上加载像差系数为a0，产生时分的光脉冲序列：P1、P2、……、Pn，对应像差系数分别为a0、2a0、……、a0*n。用回形腔产生的脉冲激发双光子荧光，能够以6.7ns的时间间隔测量各个系数下的荧光反馈，速度提高了n倍，因此极大提升了模式法的测量速度。
其中，激光光源可采用钛宝石飞秒激光器，激光的输出重复频率为80MHz，为了在两个脉冲之间插入多个回型腔产生的脉冲，通过脉冲拾取器(Conoptics pulse picker(Model 350-210-RA))，将激光的重复频率降为20MHz。
凹面反射镜对光束起到会聚作用，比较适合搭建光学4f系统，光学4f系统是线性光学信息处理系统，线性光学信息处理系统是指系统对多个输入之和的响应(输出)等于各单独输入时的响应(输出)之和。优选的，第一光学元件和第二光学元件的焦距相等。
例如，常规的光学4f系统中，物点在第一个透镜的前焦点，光栏在第一个透镜的后焦点和第二个透镜的前焦点，像点在第二个透镜的后焦点。
一个光学成像系统就是典型的线性系统。相干光照明时，光学透镜所具有的傅里叶变换是一种线性变换。光学透镜将不同的光学图像变换成不同的空间频谱，可用光电探测元件接收各个部分的空间频谱来进行分析，或运用空间光调制器对输入信号的空间频谱进行各种处理。
分光镜为半透半反镜，其透射和反射比决定了脉冲输出的衰减速度，例如立方体形状的分光棱镜。优选的，在工作时，分光镜会反射一部分光使其进入非稳回形腔内循环，同时透射一部分光输出到双光子系统。
波前校正器，可采用可变形镜，又称变形反射镜(deformable mirror，简称：DM)，主要运用于各种自适应光学系统之中，主要用于校正波前像差，它由很多驱动单元组合而成，每个驱动单元都有自己独立的控制器，在外加电压控制下，变形镜的镜面可以产生需要的形变量，从而对波前像差进行调制。
反射镜为普通的反射镜，没有严格距离限制，主要作用是转折光路。在非稳回形腔中，反射镜与第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、波前校正器和分光镜一起形成光学意义上的回路。根据光路设计需要，反射镜可以是一个或多个。
具体的，波前校正器位于第一凹面反射镜的后焦面处，且波前校正器位于第二凹面反射镜的前焦面处。
例如，从激光光源发出的单个脉冲标记为P0，经过聚光透镜后聚焦在分光镜附近，贴着分光镜的边缘进入非稳回形腔，第一凹面反射镜和聚光透镜构成共焦系统，P0光经第一凹面反射镜后变为平行光，入射至波前校正器上，被波前校正器反射后仍为平行光，入射至第二凹面反射镜，P0光经第二凹面反射镜后聚焦在分光镜附近，在聚焦前经反射镜反射至分光镜。一部分光透射后进入双光子系统，另一部分光被分光镜反射后重新入射至第一凹面反射镜，进入下一轮光脉冲循环。这里的光脉冲循环指的是光在非稳回形腔中依次通过各光学元件后，再次依次通过各光学元件，不断重复，直至达到终止条件或者无限循环下去。
在非稳回形腔内的共轭镜组，组成的光学4f系统放大率为1，同时也决定了整个非稳回形腔的初始的总长度。
非稳回形腔的长度除以光速即为相邻两个激光脉冲的时间间隔。
由于荧光存在荧光寿命，即荧光光子是在一定时间范围内释放的，因此回形腔产生的时间间隔必须大于荧光物质的荧光寿命，以便于检测。
优选的，光脉冲循环的终止条件如下：相邻的输出光脉冲Pn与Pn+1每次在垂直于光轴方向上错开△y，经过多次循环后，P1与Pn最终在垂直光轴方向上的累积错位量为△y×(n-1)；
当累积错位量大于分光镜在垂直光轴方向上的大小时，则光束超过分光镜的边缘输出，不再重新进入非稳回形腔。因此可以根据这个光脉冲循环终止条件设计分光镜的大小，进而控制非稳回形腔产生的脉冲个数。
优选的，分光镜的具有分光膜，使得透射出的脉冲序列功率相等。这样整体荧光反馈的效果最好，检测效果最好，也有利于整体像差的测量。
例如，各个光脉冲Pn(n＝0,1，2，…10)聚焦点处的分光膜的透光比例分别为：1，1/10，1/9，1/8，1/7，1/6，1/5，1/4，1/3，1/2，1。第一个膜使得光完全透过M4进入回形腔，最后一个膜使得所有能量全部透过输出回形腔。
在以下具体的实施例中：
本实施例提供的一种时分多脉冲间接像差测量方法，在硬件上的改进是在原有系统中加入额外的回形腔。回形腔产生的脉冲携带有不同系数的像差，用于Zernike各项最优系数的测定。回形腔内有一个加载像差的DM记为DM1，回形腔外有一个用于矫正像差的DM记为DM0。
其中，本间接像差测量方法的矫正流程为：
1.在DM0上加载0像差，然后选择Zernike的第4项作为初始项，在DM0上加载0像差，对整个矫正流程进行初始化。
2.在DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数a0，得到时间上分开的脉冲序列Pn，对应的像差系数为a0*n。于此同时将激发光聚焦到荧光物质上，为了防止光漂白，需要对样品进行一维扫描。这时候记录荧光信号，并通过荧光的时间将其分配到对应的激发脉冲，即使其匹配到正确的像差系数。将各个系数对应的荧光数据求和后即可得到系数对应的反馈光强。接着测量负系数对应的荧光反馈，在DM1上加载系数-a0,测得系数序列-a0*n对应的荧光光强。测完之后得到系数-a0*n到a0*n对应的荧光光强，通过拟合系数与荧光光强的关系计算出最优系数aopt。
3.将aopt*Zi作为基像差加入DM0，然后进行Zernike下一项矫正，重复步骤2计算Zi+1的最优系数。直到测量完所有的Zernike模式。
4.将上一轮测得的像差加入DM0作为基础像差进行，重复步骤2，3，直到测得的系数收敛，即测得的最优系数为0不再变化。
最终DM0上累积的像差即为我们测得的波前像差。
本实施例中涉及的回形腔结构如图2所示。
在图2中，非稳回形腔结构图与光路循环示意图。
a.黑色虚线是第一个循环的光轴。
f1，f2:是双胶合透镜，M1和M2是凹面反射镜，DM是可变形镜，M3是反射镜，M4是分光镜。原点o是光束P0经过回形腔后和自己交叉的点。M4反射的光将进入回形腔进行下一轮循环，M4透射的光将进入双光子显微镜系统用于点扫描成像。
b.P0经过一次回形腔后到达M4，分为透射光P1和反射光P0。P0经过第二轮回形腔循环后后通过M4输出P2，P2与P1在垂直光轴方向错开△y。
c.P0经过第三轮回形腔循环后后通过M4输出P3，P3与P1在在垂直光轴方向错开△y×2。
器件介绍：
f1，f2：是焦距为100毫米的双胶合透镜。它们与分光镜M4的距离都为100毫米。
M1是凹面反射镜，焦距500毫米，距离M4约为500毫米。
DM(DM1)是可变形镜，是一种波前校正器，主要运用于各种自适应光学系统之中，通过改变光波波前传输的光程来改变入射光波波前的相位结构，从而达到对光波波面相位进行校正的目的。在本系统中DM上加载球差，对不同深度的焦点做球差矫正。DM(DM1)位于凹面反射镜M1的后焦面，距离M1为500毫米。
M2是凹面反射镜，焦距500毫米。DM位于凹面反射镜M2的前焦面，距离M2为500毫米。
M3为普通反射镜，没有严格距离限制。
M4为分光镜，会反射一部分光使其进入腔内循环，同时透射一部分光输出到双光子系统。其透射和反射比经过特殊设计，随位置变化，使得每次透射出的脉冲能量为原脉冲能量的十分之一。M4位于M2的后焦面附近，同时位于M1的前焦面附近，
五个反射器件(M1、DM、M2、M3、M4)，组成了一个光路回形腔，即为本实施例的非稳回形腔。同时DM和M4位于M1和M2的焦面上，构成了一个循环的光学4f系统。整个非稳回形腔的腔长为2m，并且不可变动。
光路描述：
光束的空间位置变化：P0经过一次回形腔后，通过M4后分为两束光，透射光P1和反射光P0(P0表示在腔内循环的光)。P1经过透镜f1后变为平行光输出到双光子显微系统中。P0进入回形腔开始第二轮循环，产生输出脉冲P2。由于M4位置的关系，因此P2与P1在垂直于光轴方向上有△y的位移。P0经过第三次循环后产生P3，P3比P1垂直于光轴方向上分开2*△y。依次类推每循环依次光束便偏移△y。(注：光束序列Pn表示回形腔输出的脉冲序列，其中n为光脉冲经过分光镜的次数)
光脉冲循环终止条件：
相邻的输出光脉冲Pn与Pn+1每次在垂直于光轴方向上错开△y，经过多次循环后，P1与Pn最终在垂直光轴方向上累积的错位量为△y×(n-1)，如果在△y×(n-1)这个位置分光镜M4的透射率为1则腔内光束可以完全输出，不再反射进入回型腔。因此可以根据这个光束终止条件设计分光镜M4的大小，进而控制回形腔产生的脉冲个数。
分光镜设计与光束的能量变化：
分光镜M4的透射反射比决定了输出光束序列的能量衰减速度，因此分光镜的分光镀膜需要经过特殊设计，才能使各个脉冲具有相同能量。如图3所示，各个脉冲Pn(n＝0，1，2，…10)聚焦点处的分光膜的透光比例分别为1,1/10,1/9,1/8,1/7,1/6,1/5,1/4,1/3,1/2,1。第一个膜使得光完全透过M4进入回形腔，最后一个膜使得所有能量全部透过输出回形腔。根据上一条光束分离和终止的条件，相邻的透射点之间间隔
Figure BDA0003409869790000121
(图3)。通过以上对分光镜的分光膜的透射比的设计可使得回形腔输出能量相等的十个脉冲。
在本发明的各实施例中，非稳回形腔内的反射面的数量很重要。优选的，在非稳回形腔中，具有凹面反射镜M1、可变形镜DM、凹面反射镜M2、反射镜M3、分光镜M4，共5个反射面，在全部由反射镜构成的非稳回形腔中，该5个反射面的是反射面最少、损耗最小的非稳回形腔。本发明设计的非稳回形腔每过一个循环，输出的脉冲会比前一个有△y的位移。第一个脉冲直接进入回形腔，循环一次后有△y的位移，因此能够打在分光镜上开始下一轮循环。光学4f系统呈倒立的实像，反射面具有镜像效果。如果反射面为偶数那么反射面的镜像效果相互抵消，脉冲经过两个光学4f系统后将成正立的实像，回形腔内的脉冲序列P2就会从P0输入的地方原路返回。如果反射面为奇数，4f系统成的倒像和反射面的镜像相互抵消，每次循环都会使得光脉冲向同一个方向移动△y，这样才能满足非稳腔的设计，不会原路返回。
本发明的技术方案已通过仿真和实验的验证，切实有效。
本发明提出的基于时分多脉冲多系数的模式法比传统的逐一系数测量模式法速度提高10倍左右。
在本发明中的回形腔的4f系统中，两个凹面反射镜之间插入波前校正器件DM1。DM1面和物镜后背孔径共轭，和聚焦面成傅里叶变换的关系。通过在这个DM1面上加载像差使得回形腔输出的脉冲序列具有不同的像差系数。
在非稳回形腔中，多采用反射镜，如用凹面反射镜代替双胶合透镜，改善了色散和光损失，提高了双光子成像荧光信号强度。
在本发明的各实施例中，在回形腔内增加反射镜的个数，将凹面反射镜替换为透镜，改变透镜的焦距(但仍是4f系统)的系统设计方案都属于本发明保护的范畴。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，包括回形腔，激光光源发出的光脉冲进入所述回形腔后产生在时间上分开的光脉冲序列，在所述回形腔中设有波前校正器DM1，用于对光脉冲序列加载不同像差，在所述回形腔外设有用于矫正像差的像差矫正器DM0；对光脉冲的像差作Zernike模式矫正，包括以下矫正步骤：
S1：在所述像差矫正器DM0上加载基础像差；
S2：在所述波前校正器DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数，得到光脉冲序列的像差；检测在时间上分开的光脉冲序列对应的荧光序列，找到荧光序列最强光强对应的最优系数aopt；
S3：将aopt*Zi作为基像差加载到所述像差矫正器DM0上，通过迭代的方式组合各项最优的系数；
最终在所述像差矫正器DM0上累积的像差即为测得的波前像差。
2.如权利要求1所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，在步骤S2中，在所述波前校正器DM1上加载Zernike多项式的Zi项系数a0，得到时间上分开的光脉冲序列Pn，n为光脉冲经过所述分光镜的次数，对应的像差系数分别为a0、2a0、……、a0*n；光脉冲序列聚焦到荧光物质上，对样品进行一维扫描；记录荧光信号，并通过荧光的时间将其分配到对应的光脉冲，使其匹配到正确的像差系数；将同一个像差系数对应的荧光数据求和后即可得到该系数对应的荧光反馈光强；
接着在所述波前校正器DM1上加载像差系数-a0，测得像差系数序列-a0、-2a0、……、-a0*n对应的荧光光强光强；
测完之后得到系数-a0*n到a0*n对应的荧光光强，通过拟合像差系数与荧光光强的关系计算出最优系数aopt。
3.如权利要求2所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，在步骤S3中，将aopt*Zi作为基像差加载到所述像差矫正器DM0上后，
S31：进行Zernike多项式的下一项矫正，重复步骤S2得到Zi+1项的最优系数；直到测量完所有的Zernike模式；
S32：将上一轮测得的像差作为基础像差加载到所述像差矫正器DM0上，重复步骤S2-S31，直到测得的系数收敛至收敛值。
4.如权利要求3所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，所述波前校正器DM1和所述像差矫正器DM0为可变形镜。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，所述回形腔为非稳回形腔，所述非稳回形腔包括第一凹面反射镜、第二凹面反射镜、所述波前校正器DM1、分光镜M4和反射镜；
激光光源发出的光进入所述非稳回形腔后，经所述第一凹面反射镜后，入射至所述波前校正器DM1，所述波前校正器DM1用于对光波波面相位进行校正，再入射至所述第二凹面反射镜，然后经所述反射镜反射至所述分光镜M4，分为两束光脉冲，其中一束光脉冲透射过分光镜M4输出到双光子系统中，另一束光脉冲经过分光镜M4反射重新进入所述非稳回形腔开始下一轮循环。
6.如权利要求5所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，所述波前校正器DM1位于所述第一凹面反射镜的后焦面处，且所述波前校正器DM1位于所述第二凹面反射镜的前焦面处。
7.如权利要求6所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，从激光光源发出的单个脉冲标记为P0，经过聚光透镜后聚焦在所述分光镜附近，贴着所述分光镜的边缘进入所述非稳回形腔，所述第一光学元件和所述聚光透镜构成共焦系统，P0光经所述第二光学元件后聚焦在所述分光镜附近。
8.如权利要求7所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，相邻的输出光脉冲Pn与Pn+1每次在垂直于光轴方向上错开△y，经过多次循环后，P1与Pn最终在垂直光轴方向上的累积错位量为△y×(n-1)；
当所述累积错位量大于所述分光镜在垂直光轴方向上的大小时，则光束超过所述分光镜的边缘输出，不再重新进入所述非稳回形腔。
9.如权利要求8所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，所述分光镜的具有分光膜，使得透射出的脉冲序列功率相等。
10.如权利要求9所述的一种时分多脉冲间接像差测量方法，其特征在于，各个光脉冲Pn(n＝0,1，2，…10)聚焦点处的所述分光膜的透光比例分别为：1，1/10，1/9，1/8，1/7，1/6，1/5，1/4，1/3，1/2，1。
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