一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，包括光源、光纤耦合单元、扫描单元、显微成像单元和探测单元；光源用于产生相干光，并将所述相干光传输至所述光纤耦合单元；光纤耦合单元用于将所述相干光传输至所述扫描单元，并将扫描单元返回的反射光或荧光传输至所述探测单元；所述扫描单元用于接收所述相干光并传输至所述显微成像单元，接收所述显微成像单元返回的反射光或荧光并传输至所述光纤耦合单元；所述显微成像单元用于将所述相干光聚集到样品表面，并将样品的反射光或荧光传输至所述扫描单元；所述探测单元用于收集所述反射光或荧光。通过光纤耦合器将激光、探测器等主机部分与扫描、显微成像部分分开，减少了病患等待的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统
本技术涉及显微成像
，更具体地，涉及一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统。
技术介绍
激光共聚焦显微镜是高度集成化的光学显微镜，在生物科学的形态学研究中具有极重要的地位。其基本原理是以激光作为光源，采用共轭聚焦技术消除焦点以外杂散光的干扰，极大的提高了分辨率。利用快速扫描成像和Z轴步进可以实现三维成像和光学切片。共聚焦显微镜在显微成像的基础上增加了激光扫描装置，将激光，电子，计算机图像学技术等结合在一起的先进的细胞分子生物学分析仪器。在传统光学显微镜基础上，激光共聚焦显微镜用激光作为光源，采用共轭聚焦原理和装置，并利用计算机图像学进行数字图像处理观察，分析和输出。共聚焦显微镜的特点是可以对样品进行断层扫描曾想，对细胞三维空间结构进行无损的观察。但是由于共聚焦显微镜系统的结构复杂，尺寸过于庞大，难以在体的对病人的组织进行实时观察。医院里常规的检测方法是将组织进行取样染色后进行病例检测。这种检测流程在时间上耗时太久，对病人造成了比较大的负担。
技术实现思路
本技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，解决了现有技术中共聚焦显微镜系统的结构复杂，尺寸过于庞大，难以在体的对病人的组织进行实时观察的问题。根据本技术的一个方面，提供一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，包括光源、光纤耦合单元、扫描单元、显微成像单元和探测单元；所述光源用于产生相干光，并将所述相干光传输至所述光纤耦合单元；所述光纤耦合单元用于将所述相干光传输至所述扫描单元，并将扫描单元返回的反射光或荧光传输至所述探测单元；所述扫描单元用于自动对相干光进行二维扫描，接收所述相干光并传输至所述显微成像单元，接收所述显微成像单元返回的反射光或荧光并传输至所述光纤耦合单元；所述显微成像单元用于将所述相干光聚集到样品表面，并将样品的反射光或荧光传输至所述扫描单元；所述探测单元用于收集所述反射光或荧光并将光信号转化为数字信号，并最终在计算机中排列为数字图像。作为优选的，所述扫描单元为二维振镜或微机电系统MEMS扫描镜。作为优选的，所述扫描单元包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述第二反射镜正交排列，所述第一反射镜连接有第一电机，所述第二反射镜连接有第二电机；所述第一反射镜、所述第二反射镜分别在所述第一电机、第二电机的带动下按照预设轨迹摆动，以对所述光纤耦合单元传输的相干光进行扫描。作为优选的，所述光纤耦合单元为m×n光纤耦合器，m≥1，n≥2。作为优选的，所述光纤耦合单元为单模光纤耦合的光纤耦合器，或单模光纤与多模光纤耦合的光纤耦合器，或双包层光纤与多模光纤耦合的光纤耦合器。作为优选的，所述光纤耦合单元至少包括第一接口、第二接口和第三接口；所述第一接口用于接收所述相干光并传输至所述第三接口；所述第三接口用于将所述相干光传输至所述扫描单元，并将扫描单元返回的反射光或荧光传输至所述第二接口；所述第二接口用于将所述反射光或荧光耦合至所述探测单元。作为优选的，所述显微成像单元包括扫描透镜、聚焦透镜和物镜；所述扫描透镜和所述聚焦透镜组成中继系统，用于接收所述相干光并将所述相干光汇聚至所述物镜；所述物镜用于将所述相干光聚焦至样品，并收集样品的反射光或者发出的荧光。作为优选的，所述光源为单波长激光器，或多个激光器组合。作为优选的，所述探测单元为点探测器或一维探测器或二维面阵探测器。本技术提出一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，通过光纤耦合器将激光、探测器等主机部分与扫描、显微成像部分分开，可将显微成像部分做为手持装置，有效的扩展了显微成像系统的灵活性和临床实用性，在体实时的对病患皮肤、口腔、泌尿系统等部位进行实时成像，减少了病患等待的时间。附图说明图1为根据本技术实施例的基于光纤耦合器的共聚焦显微系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在医生通过共聚焦显微镜系统对病人的组织进行观察时，一般需要对病人的组织进行取样、染色之后，通过共聚焦显微镜系统再对去取样样品进行病例检测，这种检测无法实现在体实时的对病患皮肤、口腔、泌尿系统等部位进行实时成像，且检测流程在时间上耗时太久，对病人造成了比较大的负担，因此，本实施例中提供了一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，如图1所示，包括光源1、光纤耦合单元2、扫描单元3，显微成像单元4和探测单元5；所述光源1用于产生相干光，并将所述相干光传输至所述光纤耦合单元2；所述光纤耦合单元2用于将所述相干光传输至所述扫描单元3，扫描单元3再传到到显微成像单元4，并将显微成像单元4、扫描单元3返回的反射光或荧光传输至所述探测单元5；光纤耦合单元4的光纤纤芯同时起到共聚焦探测小孔的作用。扫描单元3，所述扫描单元3设于所述光纤耦合单元2与所述显微成像单元4间，扫描单元3在程序的设定下自动对相干光进行二维扫描，所述扫描单元3用于接收所述相干光并传输至所述显微成像单元4，接收所述显微成像单元4返回的反射光或荧光并传输至所述光纤耦合单元2所述显微成像单元4用于将所述相干光聚集到样品表面，并将样品的反射光或荧光传输至所述扫描单元3；具体的，在本实施例中，所述显微成像单元为手持式装置，可以供使用者远程检测。所述探测单元5用于收集所述反射光或荧光。探测单元5用于收集所述反射光或荧光并将光信号转化为数字信号，并最终在计算机中排列为数字图像。在本实施例中，探测单元5还连接有计算机，用于对探测单元5收集到的反射光或荧光进行转换、显示和分析处理。在本实施例中，通过光纤耦合器将激光、探测器等主机部分与扫描、显微成像部分分开，可将显微成像部分做为手持装置，有效的扩展了显微成像系统的灵活性和临床实用性，在体实时的对病患皮肤、口腔、泌尿系统等部位进行实时成像，减少了病患等待的时间。作为一个优选的实施方式，所述扫描单元3为二维振镜或微机电系统MEMS扫描镜。作为一个优选的实施方式，所述光纤耦合单元2为单模光纤耦合的光纤耦合器，或单模光纤与多模光纤耦合的光纤耦合器，或双包层光纤与多模光纤耦合的光纤耦合器。作为一个优选的实施方式，所述光纤耦合单元2至少包括第一接口、第二接口和第三接口；所述第一接口用于接收所述相干光并传输至所述第三接口；所述第三接口用于将所述相干光传输至所述显微成像单元4，并显微成像单元4返回的反射光或荧光传输至所述第二接口；所述第二接口用于将所述反射光或荧光耦合至所述探测单元5。作为一个优选的实施方式，所述光纤耦合单元2为m×n光纤耦合器，m≥1，n≥2。在本实施例中，如图1中所示，光纤耦合单元2的选用2×2光纤耦合器，包括A、B、C、D四个接口，A口接收从光源1出射的相干光并传导到B口，光纤耦合单元2的B口接收由扫描单元3返回的反射光或者荧光并且耦合至D口，并出射至探测单元5。作为一个优选的实施方式，所述扫描单元3包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述第二反射镜正交排列，所述第一反射镜连接有第一电机，所述第二反射镜连接有第二电机；所述第一反射镜、所述第二反射镜分别在所述第一电机、第二电机的带动下按照预设轨迹摆动，以对所述光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，其特征在于，包括光源、光纤耦合单元、扫描单元、显微成像单元和探测单元；所述光源用于产生相干光，并将所述相干光传输至所述光纤耦合单元；所述光纤耦合单元用于将所述相干光传输至所述扫描单元，并将扫描单元返回的反射光或荧光传输至所述探测单元；所述扫描单元用于自动对相干光进行二维扫描，接收所述相干光并传输至所述显微成像单元，接收所述显微成像单元返回的反射光或荧光并传输至所述光纤耦合单元；所述显微成像单元用于将所述相干光聚集到样品表面，并将样品的反射光或荧光传输至所述扫描单元；所述探测单元用于收集所述反射光或荧光并将光信号转化为数字信号，并最终在计算机中排列为数字图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，其特征在于，包括光源、光纤耦合单元、扫描单元、显微成像单元和探测单元；所述光源用于产生相干光，并将所述相干光传输至所述光纤耦合单元；所述光纤耦合单元用于将所述相干光传输至所述扫描单元，并将扫描单元返回的反射光或荧光传输至所述探测单元；所述扫描单元用于自动对相干光进行二维扫描，接收所述相干光并传输至所述显微成像单元，接收所述显微成像单元返回的反射光或荧光并传输至所述光纤耦合单元；所述显微成像单元用于将所述相干光聚集到样品表面，并将样品的反射光或荧光传输至所述扫描单元；所述探测单元用于收集所述反射光或荧光并将光信号转化为数字信号，并最终在计算机中排列为数字图像。2.根据权利要求1所述的基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，其特征在于，所述扫描单元为二维振镜或微机电系统MEMS扫描镜。3.根据权利要求1所述的基于光纤耦合器的共聚焦显微系统，其特征在于，所述扫描单元包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述第二反射镜正交排列，所述第一反射镜连接有第一电机，所述第二反射镜连接有第二电机；所述第一反射镜、所述第二反射镜分别在所述第一电机、第二电机的带动下按照预设轨迹摆动，以对所述光纤耦合单元传输的相干光进行扫描。4.根据权利要求1所述的基于光纤耦合器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红明，
申请(专利权)人：张红明，
类型：新型
国别省市：北京,11