快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统和方法。两个半波片与偏振分束器布置在激光器输出端前，激光器发射出两束光束，均经半波片与偏振分束器，第一束光束依次经声光调制器、扩束模块入射到反射镜，第二束光束经扩束模块、相位延迟模块后入射到二向色镜，反射后经二向色镜透射后和经二向色镜反射的第二束光束分隔间距地合束入射到可变形镜的两个区域，反射成一束光束，经扫描模块入射显微物镜聚焦，实验样品透射产生散射光束被接收探测。本发明专利技术优化调整可变形镜的补偿相位值，使得光束进行相位补偿后能够在样品内部形成中心光强更强的聚焦光斑，以更好地激发非线性效应，提升了散射介质内部深处成像的质量。

SRS imaging system and method with fast and efficient adaptive optical compensation

【技术实现步骤摘要】
快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统和方法
本专利技术属于光学显微成像领域的一种光学补偿散射成像系统和方法，特别涉及了一种快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统和方法，并应用于非侵入型深穿透无标记光学显微成像。
技术介绍
在生物医学光学领域，光学散射是制约光学成像质量的主要因素。多数深部组织成像的光学技术(例如，激光共聚焦成像，双光子显微镜和光学相干层析扫描)主要利用非散射光子(即弹道光子)成像。弹道光子的数量随深度增加呈指数式衰减，因此将光学聚焦范围往往限制在了1mm的深度。早先应用在天文学中的自适应光学技术，为实现深层生物组织成像提供了新的技术支持。现有的非侵入式自适应光遗传学技术是基于自适应光学的精确相位校正技术，或基于相干光自适应技术来进行相位补偿，从而在样本内校正畸变相位，形成良好的光束聚焦，从而激发出已经标记于样本中的特定物质，使其吸收一定程度的光子能量并发出另一特定波长的荧光信号。但是以上方法(包括激光共聚焦成像，双光子显微镜等)都需要事先对样本进行荧光标记。虽然目前已经有部分荧光染料已经被证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：包括激光器(1)、半波片(2、3)、偏振分束器(4、5)、声光调制器(6)、扩束模块、反射镜(11)、二向色镜(16)、相位延迟模块、合束模块、可变形镜(19)、扫描模块、显微物镜(26)、实验样品(27)和光强探测模块；两个半波片(2、3)与两个偏振分束器(4、5)布置在激光器(1)输出端前，激光器发射出两束光束，两束光束均经各自的半波片(2、3)与偏振分束器(4、5)被调节为相同的偏振方向，第一束光束从偏振分束器(4、5)出射后依次经声光调制器(6)、扩束模块入射到反射镜(11)，第二束光束依次经扩束模块、相位延迟模块后...

【技术特征摘要】
1.一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：包括激光器(1)、半波片(2、3)、偏振分束器(4、5)、声光调制器(6)、扩束模块、反射镜(11)、二向色镜(16)、相位延迟模块、合束模块、可变形镜(19)、扫描模块、显微物镜(26)、实验样品(27)和光强探测模块；两个半波片(2、3)与两个偏振分束器(4、5)布置在激光器(1)输出端前，激光器发射出两束光束，两束光束均经各自的半波片(2、3)与偏振分束器(4、5)被调节为相同的偏振方向，第一束光束从偏振分束器(4、5)出射后依次经声光调制器(6)、扩束模块入射到反射镜(11)，第二束光束依次经扩束模块、相位延迟模块后入射到二向色镜(16)，第一束光束被反射镜(11)反射后经二向色镜(16)透射后和经二向色镜(16)反射的第二束光束一起分隔间距地经过合束模块入射到可变形镜(19)的两个区域上，再经由可变形镜(19)反射到合束模块形成一束光束，该光束再经过扫描模块入射到显微物镜(26)聚焦，实验样品(27)位于显微物镜(26)焦平面上，经实验样品(27)透射产生散射光束被光强探测模块接收进行探测。


2.根据权利要求1所述的一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：每个所述扩束模块包括一个前扩束模块透镜(7/8)和一个后扩束模块透镜(9/10)；前扩束模块透镜(7/8)和后扩束模块透镜(9/10)沿光轴依次布置在偏振分束器(4/5)之后，激光器(1)出射的两束光束依次经各自的扩束模块之后被扩束到相同直径。


3.根据权利要求1所述的一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：所述的相位延迟模块包括沿光路依次布置的出射反射镜(12)、前偏转反射镜(13)、后偏转反射镜(14)和入射反射镜(15)，未经声光调制器(6)调制的第二束光束入射到出射反射镜(12)，依次经出射反射镜(12)反射、前偏转反射镜(13)反射、后偏转反射镜(14)反射、入射反射镜(15)反射后出射到二向色镜(16)。


4.根据权利要求1所述的一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：所述的合束模块包括左分束器(17)和右分束器(18)；左分束器(17)和右分束器(18)之间连线平行于可变形镜(19)的反射面放置，第一束光束透射过右分束器(18)后入射到可变形镜(19)反射，经由可变形镜(19)反射回的光束入射到右分束器(18)反射产生第一反射光束，第二束光束透射过左分束器(17)后入射到可变形镜(19)反射，第二束光束经由可变形镜(19)反射回的光束入射到左分束器(17)反射产生第二反射光束，第二反射光束入射到右分束器(18)透射后和第一反射光束合束，使得从可变形镜(19)反射回的两束光束分别入射到左分束器(17)和右分束器(18)之后反射后形成同轴。


5.根据权利要求1所述的一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：所述的可变形镜(19)是主要由数个可三维调整反射面面型的微镜紧密阵列构成。


6.根据权利要求1所述的一种基于快速高效自适应光学补偿的受激拉曼散射成像系统，其特征在于：所述的扫描模块包括前扫描振镜(20)、前光束准直透镜(21)、后光束准直透镜(22)、后扫描振镜(23)、前扫描模块透镜(24)和后扫描模块透镜(25)；前扫描振镜(20)、前光束准直透镜(21)、后光束准直透镜(22)、后扫描振镜(23)、前扫描模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚薇，斯科，李政翰，张德龙，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33