一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，包括激光发射源、变形镜、物镜、分束镜、第一扫描振镜、第二扫描振镜以及图像探测器；以及第一透镜对、第二透镜对，所述第一透镜对用于构建所述第一扫描振镜与所述变形镜的共轭关系；所述第二透镜对设置于所述变形镜与所述物镜之间；所述分束镜，用于将通过所述物镜且沿着所述第三光路和所述第二光路返回的荧光光束反射到所述第二扫描振镜；所述图像探测器，用于通过所述第二扫描振镜的成像光路获取图像。本发明专利技术提供了一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，通过应用再扫描技术与自适应光学技术，提高双光子显微镜的成像分辨率。

A two-photon micro imaging system combined with adaptive rescan Technology

【技术实现步骤摘要】
一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统
本专利技术涉及显微镜
，尤其是涉及一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统。
技术介绍
双光子荧光显微成像技术利用近红外的飞秒激光作为光源，可以对较厚的生物组织进行生物显微成像，具有成像深度大、光损伤小、空间分辨率和对比度高等特点。使用双光子显微镜观察标本的时候，只有在焦平面上才有光漂白和光毒性，所以，双光子显微镜比单光子显微镜更适合用来观察厚标本、观察活细胞、或用来进行定点光漂白实验，但是显微图像的分辨率对观察实验结果影响很大，现有的双光子荧光显微成像技术在分辨率方面还有待改进。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，通过简单的结构实现高分辨率的双光子荧光显微成像。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，包括激光发射源、变形镜、物镜、分束镜、第一扫描振镜、第二扫描振镜以及图像探测器；其中，由所述激光发射源发出的光束定向到所述第一扫描振镜，形成第一光路；所述光束通过所述第一扫描振镜到达所述变形镜，形成第二光路；所述光束从所述变形镜到所述物镜，形成第三光路；在所述第二光路还设有第一透镜对，所述第一透镜对用于构建所述第一扫描振镜与所述变形镜的共轭关系；在所述第三光路还设有第二透镜对，所述第二透镜对设置于所述变形镜与所述物镜之间；所述物镜，用于激发并收集荧光光束；所述分束镜，用于将通过所述物镜且沿着所述第三光路和所述第二光路返回的荧光光束反射到所述第二扫描振镜；所述图像探测器，用于通过所述第二扫描振镜的成像光路获取图像。作为优选方案，所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，还包括光学强度控制组件；所述光学强度控制组件设于所述第一光路，并且设于所述激光发射源与所述第一扫描振镜之间。作为优选方案，所述光学强度控制组件包括二分之一波片和偏振片；其中，所述激光发射源发出的光束首先透过所述二分之一波片再透过所述偏振片。作为优选方案，所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，还包括若干设于所述第一光路的透镜和光阑；所述若干透镜、若干光阑在所述第一光路交错排列。作为优选方案，所述透镜和所述光阑各有两个；所述两个透镜的焦距比为1:5。作为优选方案，所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，还包括聚焦透镜；所述聚焦透镜设于所述第二扫描振镜的成像光路。作为优选方案，所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，还包括滤光片；所述滤光片设于所述第二扫描振镜的成像光路。作为优选方案，所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，还包括波前传感器、第三透镜对以及回转镜；其中，所述回转镜改变所述第二扫描振镜的成像光路，形成第四光路；所述回转镜和所述波前传感器分别设置于所述第四光路的首端和末端，所述第三透镜对设置于所述回转镜和所述波前传感器之间的第四光路。作为优选方案，所述第二扫描振镜的扫描振幅为所述第一扫描振镜的两倍。作为优选方案，在所述第四光路还设有发射滤光片；所述发射滤光片设于所述波前传感器的光收集口的前置位置。相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术提供一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，包括：激光发射源、变形镜、物镜、分束镜、第一扫描振镜、第二扫描振镜以及图像探测器；所述激光发射源发出的光束依次经过所述第一扫描振镜、所述变形镜、所述物镜，并通过所述物镜后在实验样品处产生衍射极限激发；荧光被激发后，由所述物镜收集荧光，并且该荧光依次经过所述变形镜、所述分束镜、所述第二扫描振镜后成像到图像探测器，从而获取到高分辨率的图像。本专利技术的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统有两个二维扫描振镜，第一扫描振镜用于激发扫描，第二扫描振镜用于发射扫描，且所述第二扫描振镜的扫描振幅为所述第一扫描振镜的两倍，实现了再扫描的原理，从而获得高分辨率的图像，进而提高图像的分辨率。而且，本专利技术的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统结构简洁，易于搭建，实用性强。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统的结构图；图2是本专利技术实施例中的一种优化的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统的结构图；其中，1、飞秒激光器；2、1/2波片；3、偏振器；4、第一反射镜；5、透镜；6、光阑；7、透镜；8、光阑；9、第一扫描振镜；10、分束镜；11、第一透镜对中的其中一个透镜；12、第二反射镜；13、第一透镜对中的另一个透镜；14、变形镜；15、第二透镜对中的其中一个透镜；16、第二透镜对中的另一个透镜；17、物镜；18、样品；19、第二扫描振镜；20、第三反射镜；21、第三透镜对中的其中一个透镜；22、第三透镜对中的另一个透镜；23、发射滤光片；24、夏克哈特曼波前传感器；25、回转镜；26、聚焦透镜；27、滤光片；28、图像探测器；29、第一光路；30、第二光路；31、第三光路；32、成像光路；图中灰色的光路表示激发光光路，黑色的光路表示被激发的荧光光路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种示例性实施例，一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，包括：激光发射源、变形镜、物镜、分束镜、第一扫描振镜、第二扫描振镜以及图像探测器；其中，由所述激光发射源发出的光束定向到所述第一扫描振镜，形成第一光路；所述光束通过所述第一扫描振镜到达所述变形镜，形成第二光路；所述光束从所述变形镜到所述物镜，形成第三光路；在所述第二光路还设有第一透镜对，所述第一透镜对用于构建所述第一扫描振镜与所述变形镜的共轭关系；在所述第三光路还设有第二透镜对，所述第二透镜对设置于所述变形镜与所述物镜之间；其中，所述第二透镜对用于将变形镜成像到物镜的后焦面，从而在样品处产生衍射极限激发；荧光被激发后，所述物镜还用于收集荧光；所述分束镜，用于将通过所述物镜且沿着所述第三光路和所述第二光路返回的荧光光束反射到所述第二扫描振镜；所述图像探测器，用于通过所述第二扫描振镜的成像光路获取图像。在本实施例中，所述激光发射源为飞秒激光器；所述第一透镜对、所述第二透镜对的透镜焦距相等。请参见图1，具体成像过程：所述飞秒激光器1发出的光束定向到所述第一扫描振镜9，随后该光束通过所述第一扫描振镜9后，通过所述第一透镜对并到达所述变形镜14，在所述第一透镜对的作用下，所述第一扫描振镜9表面的每一个点与所述变形镜14的位置共轭；经所述变形镜14反射后，该光束通过所述第二透镜对到达所述物镜17；在所述第二透镜对的作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，其特征在于，包括激光发射源、变形镜、物镜、分束镜、第一扫描振镜、第二扫描振镜以及图像探测器；其中，由所述激光发射源发出的光束定向到所述第一扫描振镜，形成第一光路；所述光束通过所述第一扫描振镜到达所述变形镜，形成第二光路；所述光束从所述变形镜到所述物镜，形成第三光路；所述第二扫描振镜的扫描振幅大于所述第一扫描振镜的扫描振幅；/n在所述第二光路还设有第一透镜对，所述第一透镜对用于构建所述第一扫描振镜与所述变形镜的共轭关系；/n在所述第三光路还设有第二透镜对，所述第二透镜对设置于所述变形镜与所述物镜之间；/n所述物镜，用于激发并收集荧光光束；/n所述分束镜，用于将通过所述物镜且沿着所述第三光路和所述第二光路返回的荧光光束反射到所述第二扫描振镜；/n所述图像探测器，用于通过所述第二扫描振镜的成像光路获取图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，其特征在于，包括激光发射源、变形镜、物镜、分束镜、第一扫描振镜、第二扫描振镜以及图像探测器；其中，由所述激光发射源发出的光束定向到所述第一扫描振镜，形成第一光路；所述光束通过所述第一扫描振镜到达所述变形镜，形成第二光路；所述光束从所述变形镜到所述物镜，形成第三光路；所述第二扫描振镜的扫描振幅大于所述第一扫描振镜的扫描振幅；
在所述第二光路还设有第一透镜对，所述第一透镜对用于构建所述第一扫描振镜与所述变形镜的共轭关系；
在所述第三光路还设有第二透镜对，所述第二透镜对设置于所述变形镜与所述物镜之间；
所述物镜，用于激发并收集荧光光束；
所述分束镜，用于将通过所述物镜且沿着所述第三光路和所述第二光路返回的荧光光束反射到所述第二扫描振镜；
所述图像探测器，用于通过所述第二扫描振镜的成像光路获取图像。


2.如权利要求1所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，其特征在于，还包括光学强度控制组件；所述光学强度控制组件设于所述第一光路，并且设于所述激光发射源与所述第一扫描振镜之间。


3.如权利要求2所述的结合自适应再扫描技术的双光子显微成像系统，其特征在于，所述光学强度控制组件包括二分之一波片和偏振片；其中，所述激光发射源发出的光束首先透过所述二分之一波片再透过所述偏振片。


4.如权利要求1所述的结合自适应再扫描技术的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟波，谭久彬，张宝元，
申请(专利权)人：哈工大机器人中山无人装备与人工智能研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44