本發(fā)明屬于光學(xué)超分辨顯微成像領(lǐng)域，特別涉及一種基于全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明的寬場(chǎng)超分辨顯微成像方法和裝置。

背景技術(shù)：

光學(xué)顯微鏡在生命科學(xué)研究中扮演著重要角色。但是，由于衍射極限的存在，即理想點(diǎn)物通過光學(xué)系統(tǒng)所成的像是一個(gè)有限大小的彌散斑，導(dǎo)致普通光學(xué)顯微鏡的成像分辨率被限制在半波長(zhǎng)左右，即200nm。

近年來，為了突破衍射極限，在納米尺度觀測(cè)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，科研工作者們提出了多種超分辨光學(xué)顯微鏡技術(shù)。如基于單分子定位技術(shù)的成像方法，包括光激活定位顯微鏡、隨機(jī)光學(xué)重構(gòu)顯微鏡等。這類方法一般要求熒光標(biāo)記密度較高，需要特異熒光染料，同時(shí)成像速度慢，難以觀測(cè)分子動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。另一種技術(shù)是受激發(fā)射損耗顯微鏡，該技術(shù)通過調(diào)制點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)實(shí)現(xiàn)了超分辨顯微成像。但是這類技術(shù)也要求熒光標(biāo)記密度較高，需要特異熒光染料，同時(shí)入射光功率較高，會(huì)產(chǎn)生光漂白現(xiàn)象。

在超分辨顯微成像中，更加常用的一種技術(shù)是結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡，這種技術(shù)通過在傅里葉域?qū)D像頻譜進(jìn)行處理，將普通顯微鏡無法觀測(cè)到的高頻分量移動(dòng)到低頻范圍內(nèi)，從而獲取了成像樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)，提高了圖像分辨率。結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡需要獲取的圖像數(shù)量較少，成像速度高，適用于實(shí)時(shí)活體細(xì)胞成像；所需熒光標(biāo)記密度較低，無需特異熒光染料，普通寬場(chǎng)熒光顯微鏡所使用的熒光樣品都可用于結(jié)構(gòu)光成像，擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，方便多色成像；入射光功率低，對(duì)生物體損傷小。但與上述幾種方法相比，結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡的分辨率相對(duì)較低，只有100nm左右。雖對(duì)入射光功率的要求較低，但由于圖像處理需要光柵掃描，限制了成像速度的進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明的寬場(chǎng)超分辨顯微成像方法和裝置，利用全內(nèi)反射產(chǎn)生的倏逝波干涉產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光圖樣，進(jìn)一步提高了普通結(jié)構(gòu)光照明顯微術(shù)的分辨率。該種方法和裝置簡(jiǎn)單，操作方便；入射光能量利用率高；成像速度快；干涉條紋對(duì)比度高；可以在低入射光功率條件下實(shí)現(xiàn)超過衍射極限的分辨率，特別適用于生命科學(xué)領(lǐng)域中對(duì)熒光樣品進(jìn)行成像。

為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種基于全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明的寬場(chǎng)超分辨顯微成像方法，包括以下步驟：

1)激光光束分成兩路傳播方向?qū)ΨQ且振動(dòng)方向垂直的線偏振光；

2)將兩路線偏振光轉(zhuǎn)換為兩束切向線偏振光，投射到熒光樣品上發(fā)生全反射并相互干涉產(chǎn)生條紋結(jié)構(gòu)光照明圖樣；

3)收集樣品發(fā)出的熒光信號(hào)，得到熒光強(qiáng)度信息；

4)依次旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)光照明圖樣的干涉條紋的方向，在各方向下多次改變干涉條紋的相位，得到各方向的對(duì)應(yīng)相位下的多幅熒光強(qiáng)度圖像；

5)利用多幅熒光強(qiáng)度圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，重構(gòu)得到超分辨圖像。

在步驟4)中，至少在三個(gè)角度下旋轉(zhuǎn)干涉條紋的方向，在各方向下至少三次改變干涉條紋的相位。

本發(fā)明中，單幅結(jié)構(gòu)光圖樣投射到樣品上獲得的熒光強(qiáng)度信息中包含三個(gè)頻率分量，為了分離這三個(gè)頻率分量，需要得到三個(gè)方程。普通的結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)通過移動(dòng)光柵得到三個(gè)方程，本發(fā)明通過壓電陶瓷控制干涉臂反射鏡進(jìn)行移動(dòng)，改變投射到樣品上的干涉條紋的相位，得到三幅相移后的熒光圖像，從而對(duì)頻率分量進(jìn)行提取和移動(dòng)。

進(jìn)一步的，為了在每個(gè)方向上都實(shí)現(xiàn)超分辨成像，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)光圖樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。普通的結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)通過旋轉(zhuǎn)光柵實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光圖樣的旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明通過計(jì)算機(jī)控制振鏡進(jìn)行圓掃描，改變投射到樣品上的干涉條紋的方向，得到旋轉(zhuǎn)后的熒光圖像，從而實(shí)現(xiàn)了各個(gè)方向的超分辨成像。

作為優(yōu)選的，分別在0°、60°和120°旋轉(zhuǎn)干涉干涉條紋的方向，并分別控制干涉條紋相移0°、120°和240°。此處僅限于作為最優(yōu)的實(shí)例，從理論上來說，旋轉(zhuǎn)方向和相移角度可以是任意的數(shù)值，滿足每次旋轉(zhuǎn)方向和相移角度不同即可；另外，也可以增加旋轉(zhuǎn)方向和相移角度的次數(shù)，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所要達(dá)到的技術(shù)效果和解決所提出的技術(shù)問題。

本發(fā)明與常規(guī)結(jié)構(gòu)光照明顯微成像技術(shù)所運(yùn)用的圖像重構(gòu)算法完全兼容，可使用基于互相關(guān)的相位重構(gòu)算法獲取超分辨圖像，也就是說，在圖像數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)可基于現(xiàn)有的算法實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明還提供一種基于全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明的寬場(chǎng)超分辨顯微成像裝置，包括激發(fā)光路模塊和成像光路模塊；

所述的激發(fā)光路模塊包括依次布置的：

激光器，發(fā)出激光光束；

掃描振鏡系統(tǒng)，用于控制光束對(duì)樣品進(jìn)行掃描；

離軸邁克爾遜干涉儀，用于將激光光束分成兩束傳播方向?qū)ΨQ且振動(dòng)方向垂直的線偏振光；

切向光偏振片，用于將兩束光束出射為振動(dòng)方向相同的線偏振光；

顯微物鏡，用于將兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光聚焦到樣品表面進(jìn)行干涉產(chǎn)生干涉條紋，并收集發(fā)出的熒光強(qiáng)度信號(hào)；

所述的成像光路模塊包括：

工業(yè)相機(jī)，用于收集所述的熒光強(qiáng)度信號(hào)；

計(jì)算機(jī)，用于控制所述的離軸邁克爾遜干涉儀和掃描振鏡系統(tǒng)，分別改變干涉條紋的相位和方向，并對(duì)采集的熒光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相位重構(gòu)，得到超分辨圖像。

作為優(yōu)選的，所述的離軸邁克爾遜干涉儀包括：偏振光分束鏡，用于將入射的線偏振光光束的兩路；

依次設(shè)置在偏振光分束鏡的透射光路上的第一四分之一波片、凸透鏡和凹面反射鏡；所述的第一四分之一波片用于將線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光；所述的凸透鏡用于將圓偏振光聚焦到凹面反射鏡上；所述的凹面反射鏡放置在凸透鏡的焦點(diǎn)處，用于反射聚焦光同時(shí)使其傳輸方向相對(duì)入射方向發(fā)生位移，由凹面反射鏡出射的反射光再次通過凸透鏡和第一四分之一波片，由圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光，且偏振方向與入射光偏振方向正交；

依次設(shè)置在偏振光分束鏡的反射光路上的第二四分之一波片和由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的平面反射鏡；所述的第二四分之一波片用于將線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，平面反射鏡用于反射圓偏振光再次通過第二四分之一波片變成線偏振光，偏振方向相對(duì)入射光轉(zhuǎn)動(dòng)180°；并通過所述的計(jì)算機(jī)控制壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)平面反射鏡，改變光程差使干涉圖樣產(chǎn)生相移。

根據(jù)上述描述，離軸邁克爾遜干涉儀的兩干涉臂分別由四分之一波片、平面反射鏡和壓電陶瓷以及四分之一波片、“貓眼”構(gòu)成。所述四分之一波片用于將入射的線偏振光振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)180°。所述壓電陶瓷用于改變相應(yīng)平面反射鏡的光程差使干涉圖樣產(chǎn)生相移。所述“貓眼”由凸透鏡加凹面反射鏡構(gòu)成，用于使反射回的光線傳輸方向相對(duì)入射方向產(chǎn)生位移。

另外，所述激光器與掃描振鏡系統(tǒng)之間依次放置有：?jiǎn)文９饫w，用于激光光束進(jìn)行濾波；起偏器，用于將激光光束變?yōu)榫€偏振光；和半波片，用于控制線偏振光入射到偏振分束鏡上。

本發(fā)明所采用的掃描振鏡系統(tǒng)由兩個(gè)凹面反射鏡構(gòu)成的反射式4f系統(tǒng)連接。所述4f系統(tǒng)用于減小掃描誤差并對(duì)光束進(jìn)行擴(kuò)束。也可采用透射式四鏡系統(tǒng)或反射式三鏡系統(tǒng)。

所述離軸邁克爾遜干涉儀和顯微物鏡之間依次放置有第三四分之一波片、切向光偏振片和凸透鏡。所述第三四分之一波片用于將線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。所述切向光偏振片用于將圓偏振光轉(zhuǎn)換成兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光。所述凸透鏡用于將兩束線偏振光成像到物鏡后瞳面。

所述顯微物鏡為大數(shù)值孔徑物鏡，na＝1.42，用于將兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光聚焦到待測(cè)樣品表面進(jìn)行干涉產(chǎn)生干涉條紋，同時(shí)收集待測(cè)樣品發(fā)出的熒光強(qiáng)度信號(hào)。

在另一個(gè)技術(shù)方案中，本發(fā)明提供一種基于全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明的寬場(chǎng)超分辨顯微成像裝置，包括激發(fā)光路模塊和成像光路模塊；

所述的激發(fā)光路模塊具有依次布置的：

激光器，發(fā)出激光光束；

掃描振鏡系統(tǒng)，用于控制光束對(duì)樣品進(jìn)行掃描；

離軸邁克爾遜干涉儀，用于將激光光束分成兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光；

切向光偏振轉(zhuǎn)換器，用于將兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光的偏振方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)相同角度，得到沿切向方向偏振的透射光；

顯微物鏡，用于將兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光聚焦到樣品表面進(jìn)行干涉產(chǎn)生干涉條紋，并收集發(fā)出的熒光強(qiáng)度信號(hào)；

所述的成像光路模塊包括：

工業(yè)相機(jī)，用于收集所述的熒光強(qiáng)度信號(hào)；

計(jì)算機(jī)，用于控制所述的離軸邁克爾遜干涉儀和掃描振鏡系統(tǒng)，分別改變干涉條紋的相位和方向，并對(duì)采集的熒光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相位重構(gòu)，得到超分辨圖像。

作為優(yōu)選的所述的離軸邁克爾遜干涉儀包括：

非偏振光分束鏡，用于將入射的線偏振光光束的兩路；

依次設(shè)置在非偏振光分束鏡的透射光路上的凸透鏡和凹面反射鏡；所述的凸透鏡用于將投射的線偏振光聚焦到凹面反射鏡上；所述的凹面反射鏡放置在凸透鏡的焦點(diǎn)處，用于反射聚焦光同時(shí)使其傳輸方向相對(duì)入射方向發(fā)生位移，由凹面反射鏡出射的反射光再次通過凸透鏡入射所述非偏振光分束鏡；

設(shè)置在非偏振光分束鏡的反射光路上的由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的平面反射鏡，用于反射線偏振光，偏振方向相對(duì)入射光轉(zhuǎn)動(dòng)180°；并通過所述的計(jì)算機(jī)控制壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)平面反射鏡，改變光程差使干涉圖樣產(chǎn)生相移。

作為優(yōu)選的，所述的非偏振光分束鏡與切向光偏振轉(zhuǎn)換器間設(shè)置凸透鏡，切向光偏振轉(zhuǎn)換器位于該凸透鏡的焦平面處。

作為優(yōu)選的，所述激光器與掃描振鏡系統(tǒng)之間依次放置有：?jiǎn)文９饫w，用于激光光束進(jìn)行濾波；起偏器，用于將激光光束變?yōu)榫€偏振光；和半波片，用于控制線偏振光入射到非偏振光分束鏡上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

(1)裝置簡(jiǎn)單，操作方便；

(2)使用離軸邁克爾遜干涉儀和全內(nèi)反射現(xiàn)象代替光柵衍射獲取干涉圖樣，提高了入射光能量利用率。同時(shí)離軸邁克爾遜干涉儀中使用“貓眼”結(jié)構(gòu)對(duì)圓掃描光束進(jìn)行位移，相比角錐棱鏡位移精確度高；

(3)使用振鏡掃描代替光柵掃描，無需機(jī)械旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡的成像速度，可進(jìn)行活體成像，觀測(cè)分子的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)；

(4)使用切向光偏振片提高了干涉條紋對(duì)比度，改善了成像質(zhì)量；

(5)將結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)與全內(nèi)反射顯微技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提高了成像分辨率，實(shí)現(xiàn)了低入射光功率條件下的超分辨率成像。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明的寬場(chǎng)超分辨顯微成像裝置的示意圖。

圖2為切向光偏振片示意圖。

圖3分別為投射到待測(cè)樣品表面發(fā)生干涉產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣對(duì)比度示意圖，其中，(a)圖為兩束切向線偏振光產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣，(b)圖為兩束水平線偏振光產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣，(c)圖為兩束圓偏振光產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣；

圖4為采用切向光偏振轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于此。

實(shí)施例1

如圖1所示的寬場(chǎng)超分辨顯微成像裝置，包括：激光器1、單模光纖2、起偏器3、半波片4、掃描振鏡系統(tǒng)5、偏振光分束鏡6、第一四分之一波片7、第一凸透鏡8、凹面反射鏡9、第二四分之一波片10、平面反射鏡11、壓電陶瓷12、第三四分之一波片13、切向光偏振片14、第二凸透鏡15、二向色鏡16、顯微物鏡17、待測(cè)熒光樣品18、濾波片19、第三凸透鏡20、cmos工業(yè)相機(jī)21、計(jì)算機(jī)22。

激光器1發(fā)出激光光束，單模光纖2、起偏器3和半波片4依次放置在激光光束光路的光軸上。單模光纖2用于激光光束進(jìn)行濾波，起偏器3用于將出射激光轉(zhuǎn)換成線偏振光，半波片4用于控制線偏振光入射到偏振分束鏡上方向。

經(jīng)過半波片4偏振方向改變后的線偏振光入射到掃描振鏡系統(tǒng)5上。掃描振鏡系統(tǒng)5由兩個(gè)振鏡和兩個(gè)凹面反射鏡組成的4f系統(tǒng)構(gòu)成，四個(gè)光學(xué)元件位置的放置需要與后續(xù)光路保證物像關(guān)系，采用4f系統(tǒng)還可以減小掃描誤差并對(duì)激光光束進(jìn)行擴(kuò)束，兩個(gè)振鏡通過計(jì)算機(jī)22控制其進(jìn)行圓形掃描。振鏡掃描系統(tǒng)也可采用透射式四鏡系統(tǒng)或反射式三鏡系統(tǒng)。

從振鏡出射的光束入射到偏振光分束鏡6上，偏振光分束鏡6將光束分為兩路，一路光透射依次通過第一四分之一波片7和第一凸透鏡8聚焦到凹面反射鏡9上，第一四分之一波片7用于將線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，第一凸透鏡8用于將圓偏振光聚焦到凹面反射鏡9上，凹面反射鏡9放置在第一凸透鏡8的焦點(diǎn)處，用于反射聚焦光同時(shí)使其傳輸方向相對(duì)入射方向發(fā)生位移，反射光再次通過第一凸透鏡8和第一四分之一波片7，由圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光，且偏振方向與入射光偏振方向正交。另一路光反射通過第二四分之一波片10入射到平面反射鏡11上，第二四分之一波片10用于將線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，平面反射鏡11用于反射圓偏振光再次通過第二四分之一波片10變成線偏振光，偏振方向相對(duì)入射光轉(zhuǎn)動(dòng)180°，平面反射鏡由壓電陶瓷12驅(qū)動(dòng)，改變光程差使干涉圖樣產(chǎn)生相移。

從兩干涉臂反射回來的兩路偏振方向正交的線偏振光再次被偏振光分束鏡6反射和透射進(jìn)入激發(fā)光路，依次通過第三四分之一波片13、切向光偏振片14、第二凸透鏡15、二向色鏡16和顯微物鏡17，聚焦到待測(cè)熒光樣品18上。第三四分之一波片13用于將兩束振動(dòng)方向正交的線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光，切向光偏振片14結(jié)構(gòu)如圖2所示，用于將圓掃描圓偏振光轉(zhuǎn)換成兩束始終沿切向方向振動(dòng)的線偏振光進(jìn)行干涉，保證條紋對(duì)比度最高，如圖3所示，(a)圖為兩束切向線偏振光產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣，(b)圖為兩束水平線偏振光產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣，(c)圖為兩束圓偏振光產(chǎn)生的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣。第二凸透鏡15位于顯微物鏡17的焦點(diǎn)處，用于將兩束線偏振光成像到顯微物鏡17后瞳面，二向色鏡16用于透過激發(fā)光束，反射待測(cè)樣品發(fā)出的熒光信號(hào)，顯微物鏡17為大數(shù)值孔徑物鏡，na＝1.42，用于將兩束振動(dòng)方向相同的線偏振激發(fā)光聚焦到待測(cè)熒光樣品18上，使其在樣品表面發(fā)生全反射產(chǎn)生倏逝波并相互干渉形成結(jié)構(gòu)光照明圖樣。

結(jié)構(gòu)光照明圖樣激發(fā)待測(cè)樣品18產(chǎn)生熒光信號(hào)，產(chǎn)生的熒光信號(hào)依次通過顯微物鏡17、二向色鏡16、濾波片19和第三凸透鏡20，聚焦到cmos工業(yè)相機(jī)21上。顯微物鏡17用于收集待測(cè)樣品產(chǎn)生的熒光信號(hào)，熒光信號(hào)被二向色鏡11反射后通過濾波片19和第三凸透鏡20，濾波片19用于濾去待測(cè)樣品發(fā)出的熒光中的雜散光，第三凸透鏡20用于待測(cè)樣品內(nèi)部熒光強(qiáng)度信息成像到cmos工業(yè)相機(jī)21上。

采用圖1所示的全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)光照明裝置的寬場(chǎng)超分辨顯微成像裝置工作方法如下：

激光器1發(fā)出的激光光束入射到偏振分束鏡6上，分解成兩束振動(dòng)方向正交的線偏振光進(jìn)入離軸邁克爾遜干涉儀的兩干涉臂，從干涉儀兩臂反射回來的兩束線偏振光經(jīng)過第一四分之一波片7、第二四分之一波片10、第三四分之一波片13和切向光偏振片14進(jìn)行偏振態(tài)的轉(zhuǎn)換，成像到顯微物鏡17后瞳面，聚焦到帶有熒光標(biāo)記的待測(cè)樣品18上各自發(fā)生全反射并相互干涉產(chǎn)生條紋結(jié)構(gòu)光圖樣。結(jié)構(gòu)光照明圖樣激發(fā)待測(cè)樣品18發(fā)出熒光信號(hào)被顯微物鏡17收集起來，經(jīng)過濾波片19濾去收集到的熒光中的雜散光，然后成像到cmos工業(yè)相機(jī)21上，得到待測(cè)樣品18內(nèi)部的熒光強(qiáng)度信息。

單幅結(jié)構(gòu)光圖樣投射到樣品上獲得的熒光強(qiáng)度信息中包含三個(gè)頻率分量，所以需要得到三個(gè)圖像方程以分離這三個(gè)頻率分量，通過壓電陶瓷12控制平面反射鏡11進(jìn)行移動(dòng)，使得投射到待測(cè)樣品18上的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣相移0°、120°、240°，得到三幅相移后的熒光圖像，從而對(duì)頻率分量進(jìn)行提取和移動(dòng)。

相移后得到的頻率分量只分布在水平方向，為了在各個(gè)方向都實(shí)現(xiàn)超分辨，需要使用計(jì)算機(jī)22控制振鏡系統(tǒng)5進(jìn)行圓掃描，使得投射到樣品18上的條紋結(jié)構(gòu)光圖樣的方向旋轉(zhuǎn)0°、60°、120°，得到相應(yīng)的熒光強(qiáng)度圖像，此時(shí)即在平面內(nèi)各個(gè)方向上都實(shí)現(xiàn)了超分辨成像。

最后再通過計(jì)算機(jī)22對(duì)得到的9幅熒光強(qiáng)度圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用基于互相關(guān)的相位重構(gòu)算法獲取超分辨圖像。

實(shí)施例2

如圖4所示，該實(shí)施例寬場(chǎng)超分辨顯微成像裝置也可以采用切向光偏振轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)。圖4與圖1相比，使用非偏振光分束鏡23替換了偏振光分束鏡6，去掉了第一四分之一波片7、第二第一四分之一波片10、第三第一四分之一波片13和切向光偏振片14，同時(shí)加入了切向光偏振轉(zhuǎn)換器24。由于切向光偏振轉(zhuǎn)換器24要求入射光為點(diǎn)入射，所以需放置在第二凸透鏡15的焦平面處，即顯微物鏡17的入瞳面處。非偏振分束鏡23將入射線偏振光分成兩路進(jìn)入離軸邁克爾遜干涉儀兩干涉臂時(shí)不會(huì)改變光的偏振態(tài)，只起分光強(qiáng)作用。切向光偏振轉(zhuǎn)換器24用于將從兩干涉臂反射回的兩束振動(dòng)方向相同的線偏振光的偏振方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)相同角度，以不同偏振方向入射時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同，保證透射光始終沿切向方向偏振，從而振鏡系統(tǒng)在進(jìn)行圓掃描時(shí)無需旋轉(zhuǎn)某一光學(xué)元件(如傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光照明超分辨顯微成像裝置中的衍射光柵)就可以形成以不同角度投射到樣品表面的干涉條紋結(jié)構(gòu)光圖樣，提高了成像速度，避免了機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)造成的誤差，且結(jié)構(gòu)光圖樣條紋對(duì)比度始終最高，改善了成像質(zhì)量。其他方法和步驟與實(shí)施例1相同。