具有光學(xué)層析能力的熒光顯微光譜成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種光學(xué)系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)顯微鏡自發(fā)明W來就一直是人類認(rèn)識(shí)微觀世界的重要工具之一，其在臨床醫(yī) 學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中發(fā)揮著非常重要的作用。但傳統(tǒng)的光學(xué)顯微只能獲取物體 如細(xì)胞的形態(tài)信息，不能對(duì)物體的結(jié)構(gòu)與成份進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
[0003] 光譜成像技術(shù)是一種將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合的新型多維信息獲取技術(shù)。物 體結(jié)構(gòu)與成份的差異，會(huì)在吸收光譜上存在顯著的差異性。在宏觀方面的空間探測(cè)與地表 觀測(cè)中成像光譜技術(shù)已經(jīng)成為一種廣泛且有效的檢測(cè)手段。
[0004] 隨著科學(xué)研究與實(shí)際檢測(cè)的需要，將光譜成像技術(shù)應(yīng)用到顯微鏡觀測(cè)逐漸成為國 內(nèi)外各領(lǐng)域研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其是病理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。將光譜 成像技術(shù)與顯微成像技術(shù)結(jié)合在一起形成的顯微光譜成像系統(tǒng)，不僅可W對(duì)物體的形態(tài)進(jìn) 行觀測(cè)，還能夠提供用W區(qū)別物體結(jié)構(gòu)與成份差異光譜信息，即獲得物體的二維信息同時(shí) 還可W獲得一維光譜信息。它具有較高的光譜分辨率、光學(xué)成像分辨率。
[0005] 目前大部分基于傳統(tǒng)巧光顯微鏡的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)，是一種面照明的寬場(chǎng) 成像方式，雖然可W在較短的積分時(shí)間內(nèi)獲得一幅完整圖像，但由于受物體離焦部分的干 擾，其圖像不具有=維層析能力，只能獲得二維圖像信息與一維光譜信息。因此，如何實(shí)現(xiàn) 排除物體離焦部分干擾，提供一種新的具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)，W獲 得=維圖像信息W及一維光譜信息，滿足對(duì)物體的結(jié)構(gòu)與成分進(jìn)行進(jìn)一步分析，是當(dāng)前迫 切需要解決的一個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有光學(xué)層析能力的巧光顯微 光譜成像系統(tǒng)，可獲得=維結(jié)構(gòu)信息W及一維光譜信息，從而滿足對(duì)物體的結(jié)構(gòu)與成分進(jìn) 行進(jìn)一步地分析。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有光學(xué)層析能力的巧光顯微 光譜成像系統(tǒng)，其包括激光發(fā)射器、擴(kuò)束光路組件、微反射鏡、二向色鏡、巧光顯微成像組件 W及光譜儀，所述激光發(fā)射器用于將激光束發(fā)射至所述擴(kuò)束光路組件上，經(jīng)由所述擴(kuò)束光 路組件進(jìn)行散斑抑制后得到照明光束，所述照明光束經(jīng)過所述微反射鏡產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光場(chǎng)，所 述結(jié)構(gòu)光場(chǎng)通過所述二向色鏡反射至所述巧光顯微成像組件上，所述巧光顯微成像組件包 括物鏡、物鏡驅(qū)動(dòng)裝置W及載物臺(tái)，所述物鏡接受所述結(jié)構(gòu)光場(chǎng)，并將所述結(jié)構(gòu)光場(chǎng)聚焦于 所述載物臺(tái)上放置的樣品上并激發(fā)出巧光束，所述物鏡驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)所述物鏡沿其光 軸運(yùn)動(dòng)，W使所述物鏡進(jìn)行光軸掃描，所述光譜儀將所述巧光束進(jìn)行分析并分離得到光譜 及圖像信息。
[000引其中，所述擴(kuò)束光路組件包括散射體旋轉(zhuǎn)裝置、第一透鏡w及第二透鏡，所述散射 體旋轉(zhuǎn)裝置將所述激光束進(jìn)行散斑抑制后得到所述照明光束，所述第一透鏡W及第二透鏡 用于對(duì)所述照明光束進(jìn)行均勻擴(kuò)束，W使所述照明光束均勻化。
[0009] 其中，所述具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)還包括第一平面反射鏡， 設(shè)于所述第二透鏡W及所述微反射鏡之間，用W對(duì)所述照明光束的入射角度進(jìn)行調(diào)整后， 使所述照明光束W-定的入射角度照射于所述微反射鏡上。
[0010] 其中，所述具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)還包括柱透鏡，所述柱透 鏡設(shè)于所述微反射鏡W及所述巧光顯微成像組件之間，用W將所述結(jié)構(gòu)光場(chǎng)成像于無窮遠(yuǎn) 處，W使所述物鏡在所述樣品的物面上的聚焦區(qū)域呈長(zhǎng)方形狀。
[0011] 其中，所述物鏡驅(qū)動(dòng)裝置包括一維平移臺(tái)W及物鏡調(diào)整架，所述物鏡調(diào)整架設(shè)于 所述一維平移臺(tái)上，所述物鏡調(diào)整架與所述物鏡連接，用W調(diào)整所述物鏡的位置。
[0012] 其中，所述光譜儀包括第二平面反射鏡、第=透鏡W及入射狹縫，所述第二平面反 射鏡用W反射所述巧光束至所述第=透鏡上，所述第=透鏡用W對(duì)所述巧光束進(jìn)行聚焦， W使所述巧光束聚焦成像于所述入射狹縫上。
[0013] 其中，光譜儀還包括濾光片，所述濾光片設(shè)于所述第二平面反射鏡W及所述第= 透鏡之間，用W進(jìn)一步濾除所述巧光束中的激光光譜。
[0014] 其中，所述光譜儀還包括球面反射鏡W及平面光柵，所述球面反射鏡用于對(duì)經(jīng)過 所述入射狹縫的巧光束進(jìn)行準(zhǔn)直并反射至所述平面光柵上，經(jīng)由所述平面光柵對(duì)所述巧光 束進(jìn)行巧光光譜色散。
[0015] 其中，所述光譜儀還包括超環(huán)面鏡，所述巧光束經(jīng)所述平面光柵進(jìn)行巧光光譜色 散后，經(jīng)由所述超環(huán)面鏡進(jìn)行聚焦。
[0016] 其中，所述光譜儀還包括成像器件，所述巧光束經(jīng)所述超環(huán)面鏡進(jìn)行聚焦至所述 成像器件上，經(jīng)由所述成像器件進(jìn)行光譜及圖像信息的記錄采集。
[0017] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：
[001引本發(fā)明實(shí)施例提供的具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)通過設(shè)置微反 射鏡來產(chǎn)生一維結(jié)構(gòu)光場(chǎng)，同時(shí)設(shè)置二向色鏡、物鏡、物鏡驅(qū)動(dòng)裝置W及載物臺(tái)，通過二向 色鏡將結(jié)構(gòu)光場(chǎng)反射至物鏡上并被物鏡接受，物鏡將該結(jié)構(gòu)光場(chǎng)聚焦于載物臺(tái)的樣品上， 并激發(fā)出巧光，通過控制載物臺(tái)進(jìn)行一維平移，得到不同視場(chǎng)的二維圖像，控制物鏡驅(qū)動(dòng)裝 置驅(qū)動(dòng)物鏡沿光軸方向運(yùn)動(dòng)，使得物鏡能夠進(jìn)行光軸掃描。巧光束通過光譜儀進(jìn)行分析并 分離。通過控制載物臺(tái)進(jìn)行圖像視場(chǎng)切換，物鏡驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行物鏡光軸掃描，W及光譜儀進(jìn) 行巧光光譜色散，最終可得到樣品結(jié)構(gòu)的=維圖像W及對(duì)應(yīng)的一維光譜信息。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述 中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可W根據(jù)該些 附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)的示意 圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的柱透鏡與微反射鏡的另一視角的示意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的微反射鏡產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光場(chǎng)的示意圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光譜成像系統(tǒng)的成像 原理圖；
[0024] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的微反射鏡、成像器件W及載物臺(tái)的同步時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 請(qǐng)一并參閱圖1至圖2所示，本實(shí)施例提供一種具有光學(xué)層析能力的巧光顯微光 譜成像系統(tǒng)100,其包括激光發(fā)射器10、擴(kuò)束光路組件20、微反射鏡30、二向色鏡40、巧光顯 微成像組件50 W及光譜儀60。所述巧光顯微成像系統(tǒng)50包括物鏡51、載物臺(tái)52 W及物 鏡驅(qū)動(dòng)裝置53,所述載物臺(tái)52上放置有樣品（未圖示），所述物