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      基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng)及方法

      文檔序號(hào):39992280發(fā)布日期:2024-11-15 14:43閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于,包括:

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:

      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:所述超分辨聚焦光斑為環(huán)形聚焦光場,該環(huán)形聚焦光場的內(nèi)外面為同軸的兩個(gè)圓錐面,該環(huán)形聚焦光場對(duì)應(yīng)的內(nèi)數(shù)值孔徑nain、外數(shù)值孔徑naout滿足:0.947na≤nain<na,naout=na;其中,na表示物鏡(15)的數(shù)值孔徑。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:所述超分辨光學(xué)成像模塊還包括五維調(diào)節(jié)架(24),光纖頭(23)安裝在五維調(diào)節(jié)架(24)上,調(diào)節(jié)五維調(diào)節(jié)架(24)能使進(jìn)入光纖頭(23)的超分辨信號(hào)光達(dá)到最大;

      7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:所述光源模塊包括激光器(1)和光纖準(zhǔn)直器(3),激光器(1)通過第一光纖跳線(2)與光纖準(zhǔn)直器(3)連接;激光器(1)發(fā)出的相干光經(jīng)過第一光纖跳線(2)傳輸至光纖準(zhǔn)直器(3),光纖準(zhǔn)直器(3)將所述相干光準(zhǔn)直后輸出準(zhǔn)直激光束。

      8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:所述光學(xué)顯微成像模塊還包括非相干光源(30)、準(zhǔn)直透鏡(31)、第一分束器(32)、第三套筒鏡(34)和數(shù)字相機(jī)(35),數(shù)字相機(jī)(35)與計(jì)算機(jī)連接,非相干光源(30)位于準(zhǔn)直透鏡(31)的前焦點(diǎn)處;非相干光源(30)發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直透鏡(31)準(zhǔn)直、第一分束器(32)反射后,依次經(jīng)過第二分束器(33)、四分之一波片(13)到達(dá)物鏡(15),并在物鏡(15)的前焦平面上匯聚成非相干光對(duì)樣品(16)進(jìn)行照明,由樣品(16)反射和散射而產(chǎn)生的非相干光被物鏡(15)收集后,依次經(jīng)過四分之一波片(13)、第二分束器(33)、第一分束器(32)、第三套筒鏡(34)后進(jìn)入數(shù)字相機(jī)(35),使樣品(16)成像于數(shù)字相機(jī)(35)上并送入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)顯示樣品(16)的寬場顯微圖像。

      9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),其特征在于:所述空間濾波器(20)為環(huán)形通過型空間濾波器,其包括玻璃基底(201)和覆蓋在所述玻璃基底上且同心的圓形鋁膜(202)和第一環(huán)形鋁膜(203),所述圓形鋁膜(202)的直徑等于2rin,所述第一環(huán)形鋁膜(203)的內(nèi)徑等于2rout、外徑等于所述玻璃基底(201)的直徑,所述玻璃基底對(duì)波長為λ的光波透射率大于90%,所述圓形鋁膜(202)、第一環(huán)形鋁膜(203)對(duì)波長為λ的光波透射率都為0;其中,rin表示物鏡出瞳處的環(huán)形光束的內(nèi)半徑,rout表示物鏡出瞳處的環(huán)形光束的外半徑;

      10.一種基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微方法,采用如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng),該方法包括:


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開了一種基于環(huán)形照明的反射式掃描超分辨光學(xué)顯微系統(tǒng)及方法,系統(tǒng)包括樣品位移模塊、光學(xué)顯微成像模塊、環(huán)形光束產(chǎn)生模塊、光束掃描模塊、超分辨聚焦照明與收集模塊、超分辨光學(xué)成像模塊和計(jì)算機(jī)。通過利用環(huán)形光束照明、傳統(tǒng)透鏡聚焦效率高、光束掃描速度快的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)高效的超分辨聚焦照明,進(jìn)而能采用傳統(tǒng)光學(xué)透鏡實(shí)現(xiàn)快速的超分辨光學(xué)顯微成像;通過二維光束掃描實(shí)現(xiàn)非標(biāo)記遠(yuǎn)場超分辨二維顯微快速成像;通過對(duì)不同軸向位置的樣品進(jìn)行非標(biāo)記遠(yuǎn)場超分辨二維顯微成像,獲取樣品不同橫截面的超分辨二維顯微成像,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維層析。本發(fā)明可應(yīng)用于生物樣品的非標(biāo)記超分辨顯微快速成像,也可以應(yīng)用于工業(yè)相關(guān)超分辨顯微檢測等領(lǐng)域。

      技術(shù)研發(fā)人員:陳剛,溫中泉,周毅,張智海
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:重慶大學(xué)
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/11/14
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