基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，包括：飞秒激光器；声光调制器，用于根据正弦函数周期性调制光源强度；线扫描模块，用于线形的聚焦光斑和垂直线形光斑方向的扫描；色散元件，用于产生空间啁啾；准直透镜，用于将经过光栅色散的不同频率分量汇聚成平行的传播方向；显微镜模块；同步控制模块，用于对声光调制器、线描模块和显微模块进行同步控制，以得到重构图像。该系统可以通过强度调制的线扫描结构光照明，并且配合线扫描时空聚焦的扫描模式，以及同步调制激发光的强度按正弦函数变化，得到重构图像，提高线扫描时空聚焦的分辨率和对比度，且降低介质散射造成的焦面外激发。

【技术实现步骤摘要】
基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统
本专利技术涉及计算摄像
，特别涉及一种基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统。
技术介绍
双光子荧光显微镜是一种利用荧光激发的非线性效应进行成像的荧光显微技术，通过长波长激发光产生短波长的荧光，具有穿透深度深、离焦区域几乎无激发的优势。其中，传统的双光子荧光显微镜以点扫描的模式工作，其扫描速度随视场增大而下降，因而难以实现较大视场下的快速成像。时空聚焦技术是一种基于时间域压缩的双光子显微技术，其将时间啁啾飞秒激光进行色散得到空间啁啾光束，再将不同频率分量经透镜重新聚合，在焦平面处实现最短脉冲宽度，在焦平面外脉冲宽度迅速展宽。因此，时空聚焦技术能够实现二维平面的照明，对于生命科学观测中的快速三维层析成像具有巨大的应用潜力。然而，宽场照明方式的时空聚焦牺牲了轴向分辨率，同时对生物样本的散射十分敏感，难以应用于生物组织内部深处成像。相关技术中，目前一种有效的改进方法是采用线扫描模式的时空聚焦技术，具体为通过增加一个柱透镜将激发光聚焦为线形，再结合一维方向扫描实现二维图像采集。线扫描时空聚焦在保证成像速度的基础上提高了轴向分辨率和信噪比，但对于强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，包括：飞秒激光器；声光调制器，用于根据正弦函数周期性调制光源强度；线扫描模块，用于线形的聚焦光斑和垂直线形光斑方向的扫描；色散元件，用于产生空间啁啾；准直透镜，用于将经过光栅色散的不同频率分量汇聚成平行的传播方向；显微镜模块；以及同步控制模块，用于输出模拟信号和数字信号，以对所述声光调制器、所述线描模块和所述显微模块进行光照强度调制、振镜扫描和相机采集进行同步控制，以得到重构图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，包括：飞秒激光器；声光调制器，用于根据正弦函数周期性调制光源强度；线扫描模块，用于线形的聚焦光斑和垂直线形光斑方向的扫描；色散元件，用于产生空间啁啾；准直透镜，用于将经过光栅色散的不同频率分量汇聚成平行的传播方向；显微镜模块；以及同步控制模块，用于输出模拟信号和数字信号，以对所述声光调制器、所述线描模块和所述显微模块进行光照强度调制、振镜扫描和相机采集进行同步控制，以得到重构图像。2.根据权利要求1所述的基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，所述线扫描模块包括：一维扫描振镜，用于垂直线形光斑方向的快速扫描；柱透镜，用于线形的聚焦光斑。3.根据权利要求1所述的基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，所述色散元件具体用于通过闪耀光栅对宽谱光源进行色散以引起时间脉宽的延展。4.根据权利要求1所述的基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，所述显微镜模块包括：照明端，用于导入啁啾的激发光；成像端，用于采集焦平面处的荧光图像。5.根据权利要求4所述的基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，所述显微镜模块通过二向色镜将引入啁啾的激发光导入所述照明端，以使所述成像端采集所述焦平面处的荧光图像。6.根据权利要求1所述的基于线扫描时空聚焦的结构光显微成像系统，其特征在于，所述同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴琼海，李子薇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11