專利名稱：一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡及其熒光成像應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于激光掃描的熒光成像系統(tǒng)，尤其涉及一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡及其熒光成像應(yīng)用。
背景技術(shù)：
一種基于激光掃描的熒光成像系統(tǒng)，通常包括一個(gè)可用于激光掃描熒光成像的激光共聚焦探頭，該激光共聚焦探頭包括一個(gè)激光二極管、一個(gè)有效光電探針、兩個(gè)微掃描反射鏡和一個(gè)物鏡系統(tǒng)。該共聚焦探頭的視場(chǎng)領(lǐng)域(FOV)由物鏡的光圈孔徑的大小決定，此外，共聚焦探頭收集熒光光子的能力還由物鏡孔徑的數(shù)值(NA)決定。由于現(xiàn)有的激光共聚焦探頭的微反射鏡的頻率是固定不可調(diào)的，從而使用共聚焦微掃描反射鏡探頭進(jìn)行大視野成像時(shí)，微掃描反射鏡的反射區(qū)域面積是限制物鏡收集光子的唯一可變因素，因此為了提高物鏡收集光子的能力，必須增大微掃描反射鏡的反射區(qū)域面積，從而驅(qū)動(dòng)力增加，導(dǎo)致能耗增加，同時(shí)兩 個(gè)微掃描反射鏡掃描頻率、振幅和相位調(diào)整無法實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)行，致使最終得到的圖像分辨率低，視場(chǎng)大小無法精準(zhǔn)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能使微掃描反射鏡掃描頻率、振幅和相位均可以分別調(diào)整，在保證能耗較少的同時(shí)的不降低光學(xué)分辨率和視場(chǎng)大小的頻率可調(diào)的微掃描反射鏡及基于頻率可調(diào)的微掃描反射鏡的突光成像系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，包括反射鏡，所述的反射鏡包括使反射鏡上下翻轉(zhuǎn)的內(nèi)軸和使反射鏡左右翻轉(zhuǎn)的外軸，所述的反射鏡還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述的內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)的第一組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)所述的外軸旋轉(zhuǎn)的第二組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置，所述的第一組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)圍繞所述的內(nèi)軸固定不動(dòng)的定子梳齒和多個(gè)圍繞所述的內(nèi)軸可旋轉(zhuǎn)一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒，所述的第二組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)圍繞所述的外軸固定不動(dòng)的定子梳齒和多個(gè)圍繞所述的外軸可旋轉(zhuǎn)一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒，所述的定子梳齒與所述的轉(zhuǎn)子梳齒上下錯(cuò)開間隔分布，所述的內(nèi)軸和所述的外軸均設(shè)置有調(diào)諧所述的反射鏡的熱電加熱裝置。所述的反射鏡的外周設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的反射鏡活動(dòng)框，所述的內(nèi)軸設(shè)置在所述的反射鏡活動(dòng)框上且位于所述的反射鏡的外沿，所述的內(nèi)軸在電壓的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)反射鏡上下翻轉(zhuǎn)，所述的反射鏡與所述的反射鏡活動(dòng)框通過內(nèi)軸一體連接，所述的外軸設(shè)置在所述的反射鏡活動(dòng)框外沿且所述的外軸在電壓的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述的反射鏡與所述的反射鏡活動(dòng)框整體左右翻轉(zhuǎn)。所述的轉(zhuǎn)子梳齒的厚度為0.5-50微米，各個(gè)所述的轉(zhuǎn)子梳齒之間的距離為
0.5-50微米，所述的定子梳齒的厚度為0.5-50微米，各個(gè)所述的定子梳齒之間的距離為
0.5-50 微米。所述的轉(zhuǎn)子梳齒的厚度為8微米，各個(gè)所述的轉(zhuǎn)子梳齒之間的距離為8微米，所述的定子梳齒的厚度為8微米，各個(gè)所述的定子梳齒之間的距離為8微米。所述的反射鏡的直徑為1024微米。所述的熱電加熱裝置采用P型摻雜形成的用于協(xié)助熱電在軸內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生熱量的肖特基~■極管。—種基于頻率可調(diào)的微掃描反射鏡的突光成像系統(tǒng)，所述的突光成像系統(tǒng)包括一個(gè)共聚焦探頭，該共聚焦探頭包括權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的頻率可調(diào)的微掃描反射鏡。工作原理:由于電壓被施加在定子梳齒上，轉(zhuǎn)子梳齒會(huì)經(jīng)歷一個(gè)靜電扭矩，轉(zhuǎn)子梳齒能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的最大旋轉(zhuǎn)角度為5° -4.5°，轉(zhuǎn)子梳齒圍繞內(nèi)軸或外軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)有一個(gè)剪切力作用于轉(zhuǎn)軸使其扭曲，而剪切力又提供一個(gè)機(jī)械的復(fù)原扭矩來反作用于這種扭曲。旋轉(zhuǎn)了一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒受到的靜電扭矩完全匹配于轉(zhuǎn)軸機(jī)械恢復(fù)扭矩時(shí)兩者之間達(dá)到平衡。為了使微掃描反射鏡達(dá)到一定的有效掃描幅度，微掃描反射鏡需要工作在一個(gè)共振掃描模式下。微掃描反射鏡的共振頻率可以通過在內(nèi)軸或外軸施加額外的電流加以改變。流動(dòng)的電流通過轉(zhuǎn)軸上的熱電阻產(chǎn)生熱對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行加熱，并改變轉(zhuǎn)軸的楊氏模量。換句話說，通過電流加熱轉(zhuǎn)軸，微掃描反射鏡可以被電動(dòng)調(diào)諧，根據(jù)轉(zhuǎn)軸的剛性變化微掃描反射鏡的諧振頻率被調(diào)諧。在最終的圖像中頻率可調(diào)微掃描反射鏡的產(chǎn)品尺寸和它的光學(xué)偏轉(zhuǎn)角決定圖像解析點(diǎn)的數(shù)目，并最終決定分辨率。解析點(diǎn)數(shù)目為N，在一維掃描下由下式?jīng)Q定:
權(quán)利要求
1.一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，包括反射鏡，其特征在于，所述的反射鏡包括使反射鏡上下翻轉(zhuǎn)的內(nèi)軸和使反射鏡左右翻轉(zhuǎn)的外軸，所述的反射鏡還設(shè)置有用于所述的內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)的第一組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)所述的外軸旋轉(zhuǎn)的第二組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置，所述的第一組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)圍繞所述的內(nèi)軸固定不動(dòng)的定子梳齒和多個(gè)圍繞所述的內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒，所述的第二組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)圍繞所述的外軸固定不動(dòng)的定子梳齒和多個(gè)圍繞所述的外軸旋轉(zhuǎn)一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒，所述的定子梳齒與所述的轉(zhuǎn)子梳齒上下錯(cuò)開間隔分布，所述的內(nèi)軸和所述的外軸均設(shè)置有調(diào)諧所述的反射鏡的熱電加熱 裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，其特征在于:所述的反射鏡的外周設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的反射鏡活動(dòng)框，所述的內(nèi)軸設(shè)置在所述的反射鏡活動(dòng)框上且位于所述的反射鏡的外沿，所述的內(nèi)軸在電壓的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)反射鏡上下翻轉(zhuǎn)，所述的反射鏡與所述的反射鏡活動(dòng)框通過內(nèi)軸一體連接，所述的外軸設(shè)置在所述的反射鏡活動(dòng)框外沿且所述的外軸在電壓的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述的反射鏡與所述的反射鏡活動(dòng)框整體左右翻轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子梳齒的厚度為0.5-50微米，各個(gè)所述的轉(zhuǎn)子梳齒之間的距離為0.5-50微米，所述的定子梳齒的厚度為0.5-50微米，各個(gè)所述的定子梳齒之間的距離為0.5-50微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子梳齒的厚度為8微米，各個(gè)所述的轉(zhuǎn)子梳齒之間的距離為8微米，所述的定子梳齒的厚度為8微米，各個(gè)所述的定子梳齒之間的距離為8微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，其特征在于:所述的反射鏡的直徑為1024微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡，其特征在于:所述的熱電加熱裝置由P型摻雜形成的用于協(xié)助熱電在軸內(nèi)流動(dòng)的肖特基二極管。
7.一種基于頻率可調(diào)的微掃描反射鏡的熒光成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的熒光成像系統(tǒng)包括一個(gè)共聚焦探頭，該共聚焦探頭包括權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的頻率可調(diào)的微掃描反射鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻率可調(diào)的微掃描反射鏡及其熒光成像應(yīng)用，包括反射鏡，特點(diǎn)是反射鏡包括使反射鏡上下翻轉(zhuǎn)的內(nèi)軸和使反射鏡左右翻轉(zhuǎn)的外軸，反射鏡還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)軸旋轉(zhuǎn)的第一組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)外軸旋轉(zhuǎn)的第二組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置，第一組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)圍繞內(nèi)軸固定不動(dòng)的定子梳齒和多個(gè)圍繞內(nèi)軸可旋轉(zhuǎn)一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒，第二組梳狀驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)圍繞外軸固定不動(dòng)的定子梳齒和多個(gè)圍繞外軸可旋轉(zhuǎn)一定角度的轉(zhuǎn)子梳齒，定子梳齒與轉(zhuǎn)子梳齒上下錯(cuò)開間隔分布，內(nèi)軸和外軸均設(shè)置有調(diào)諧反射鏡的熱電加熱裝置，優(yōu)點(diǎn)是能使微掃描反射鏡掃描頻率、振幅和相位可以調(diào)整，能耗較少的同時(shí)的不會(huì)降低光學(xué)分辨率和視場(chǎng)大小。
文檔編號(hào)G02B26/08GK103235412SQ20131014708
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者張曉晶, 沈挺 申請(qǐng)人:寧波美晶醫(yī)療技術(shù)有限公司