光学成像系统、成像方法及显微镜技术方案

本发明专利技术公开一种光学成像系统、成像方法及显微镜，所述光学成像系统包括：光源模块与相位光栅，所述光源模块发出的第一光线传输至所述相位光栅，相位光栅将第一光线沿第二光路方向反射为第二光线，所述置物台上的样品在接收所述第二光线后，发出第三光线，所述光学成像系统沿第三光线的传输方向依次包括第三镜组以及第一相机。本发明专利技术提供一种光学成像系统、成像方法及显微镜，通过所述相位光栅，使所述显微系统能够进行连续的频移和相移，解决了现有技术中显微系统无法进行连续的频移与相移，需要多次更换透镜，从而使显微系统的调节过程繁琐复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
光学成像系统、成像方法及显微镜
本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种光学成像系统、成像方法及显微镜。
技术介绍
显微镜是由一个或多个透镜的组合构成的一种光学仪器，主要用对微小物体进行观察，尤其对亚细胞结构的观察是对目前在生命科学领域的重大需求之一，在现有技术中，主要通过超分辨显微成像技术对亚细胞结构进行成像，其中结构光照明荧光显微技术(StructureIlluminationMicroscopy，SIM)是以特定结构光照射样品表面获得样品显微图像的方法。目前用于样品照射的结构光主要通过光线透射光栅产生，其中，空间光调制器(spatiallightmodulator,SLM)和数字微反射镜(digitalmicro-mirrordevice,DMD)等是目前普遍采用的光栅产生器件。在通过结构光进行显微成像时，需要通过更换透镜对显微系统进行调节，并且由于不同的透镜焦距的值为固定值，因此在对显微系统进行频移或相移时，需要多次更换透镜，因此无法进行连续的频移与相移，使显微系统的调节过程繁琐复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种光学成像系统、成像方法及显微镜，旨在解决现有技术中显微系统无法进行连续的频移与相移，需要多次更换透镜，从而使显微系统的调节过程繁琐复杂的问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种光学成像系统，所述光学成像系统包括：光源模块，所述光源模块包括光源本体，所述光源模块沿所述光源本体发出的第一光线的传输方向还依次包括：扩束系统以及第一分束棱镜，所述扩束系统设于所述光源本体的出光方向；所述第一分束棱镜设于所述扩束系统远离所述光源本体的一侧；相位光栅，所述相位光栅设于所述光源模块的出光方向，并将第一光线沿第二光路方向反射为第二光线；所述光学成像系统沿第二光线的传输方向依次包括掩膜版，第二镜组、第一滤光片、第二分束棱镜、物镜以及置物台；所述置物台上的样品在接收所述第二光线后，发出第三光线，所述光学成像系统沿第三光线的传输方向依次包括第三镜组以及第一相机。可选的，所述光学成像系统还包括第一相位延迟器，所述第一相位延迟器设于所述掩膜版与所述第二镜组之间。可选的，所述第二镜组为4F光学系统。可选的，所述掩膜版与所述物镜的入光面共轭。可选的，所述光源模块还包括第二相位延迟器，所述第二相位延迟器设于所述光源本体与所述扩束系统之间，或者，所述第二相位延迟器设于所述扩束系统与所述第一分束棱镜之间。可选的，所述光源模块还包括反射镜，所述反射镜设于所述第二相位延迟器与所述第一分束棱镜之间。可选的，所述光源模块还包括偏振片，所述偏振片设于所述光源本体与所述扩束系统之间。可选的，所述光学成像系统还包括第二滤光片，所述第二滤光片设于所述第一滤光片与所述第一相机之间。可选的，所述第三光线经过所述第二分束棱镜后，在所述第二分束棱镜反射形成第四光线，所述光学成像系统还包括第二相机，所述第二相机位于所述第二分束棱镜的出光侧且位于第四光线的光路上。为实现上述目的，本申请提出一种显微镜，所述显微镜包括如上述任一项实施方式所述的光学成像系统。为实现上述目的，本申请提出一种光学成像方法，应用于光学成像系统，所述光学成像系统包括光源模块、相位光栅、置物台以及第一相机，所述光源模块发出的第一光线被所述相位光栅反射后，传输至所述置物台上的样品，所述样品在接收所述第一光线后发出第二光线，所述第二光线传输至所述第一相机进行成像，所述光学成像方法包括：通过所述第一相机获取第一条纹信息；确定所述相位光栅的相移距离；根据所述相移距离，调整所述相位光栅的相移位置，并记录每次调整所述相位光栅后，通过所述第一相机获取的第二条纹信息；根据所述第一条纹信息与所述第二条纹信息，确定所述干涉条纹的相位信息。可选的，所述确定所述相位光栅的相移距离的步骤，之前还包括：确定所述相位光栅的衍射角度；根据所述衍射角度确定所述相位光栅的条纹周期；根据所述条纹周期确定所述相位光栅的所述相移距离。本申请提出的技术方案中，所述光学成像系统包括光源模块，所述光源模块包括光源本体，所述光源模块沿所述光源本体发出的第一光线的传输方向还依次包括扩束系统以及第一分束棱镜，所述扩束系统设于所述光源本体的出光方向；所述第一分束棱镜设于所述扩束系统远离所述光源本体的一侧；相位光栅，所述相位光栅设于所述光源模块的出光方向，并将第一光线沿第二光路方向反射为第二光线；所述光学成像系统沿第二光线的传输方向依次包括掩膜版，第二镜组、第一滤光片、第二分束棱镜、物镜以及置物台；所述置物台上的样品在接收所述第二光线后，发出第三光线，所述光学成像系统沿第三光线的传输方向依次包括第三镜组以及第一相机，在所述光学成像系统使用时，所述光源本体发出的第一光线经过所述扩束系统扩束后，经过所述第一分束棱镜反射后传输至所述相位光栅，所述第一光线被所述相位光栅反射后经所述第一分束棱镜透射进入第一镜组，所述第一光线在经过所述第一镜组后，依次透射经过所述掩膜版、所述第二镜组后被所述第一滤光片反射，再依次透射穿过所述第二分束棱镜以及物镜后传输至样品，所述样品在接收所述第一光线后发出第二光线，所述光学成像系统沿所述第二光线的光线传输方向还依次包括第三镜组以及第一相机。通过所述相位光栅，能够通过简单的相位光栅的周期调整以及移动对显微系统进行连续的频移和相移，从而解决了现有技术中显微系统进行频移或相移时，需要多次更换透镜，从而使显微系统的调节过程繁琐复杂的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术光学成像系统的结构示意图；图2是本专利技术光学成像系统从光源本体至相位光栅的光路示意图；图3是本专利技术光学成像系统从相位光栅至样品的光路示意图；图4是本专利技术光学成像系统从与样品至第一相机的光路示意图；图5是本专利技术光学成像方法一实施例的流程示意图；图6是本专利技术光学成像方法又一实施例的流程示意图；图7为所述光学成像系统使用黑白二值光栅时的光能分布图；图8为所述光学成像系统使用相位光栅时的光能分布图。附图标号说明：标号名称标号名称100光源模块310第一相机110扩束系统280第一相位延迟器120第一分束棱镜130第二相位延迟器200相位光栅140反射镜210第一镜组150偏振片...

【技术保护点】
1.一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统包括：/n光源模块，所述光源模块包括光源本体，所述光源模块沿所述光源本体发出的第一光线的传输方向还依次包括：扩束系统以及第一分束棱镜，所述扩束系统设于所述光源本体的出光方向；所述第一分束棱镜设于所述扩束系统远离所述光源本体的一侧；/n相位光栅，所述相位光栅设于所述光源模块的出光方向，并将第一光线沿第二光路方向反射为第二光线；/n所述光学成像系统沿第二光线的传输方向依次包括掩膜版，第二镜组、第一滤光片、第二分束棱镜、物镜以及置物台；/n所述置物台上的样品在接收所述第二光线后，发出第三光线，所述光学成像系统沿第三光线的传输方向依次包括第三镜组以及第一相机。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统包括：
光源模块，所述光源模块包括光源本体，所述光源模块沿所述光源本体发出的第一光线的传输方向还依次包括：扩束系统以及第一分束棱镜，所述扩束系统设于所述光源本体的出光方向；所述第一分束棱镜设于所述扩束系统远离所述光源本体的一侧；
相位光栅，所述相位光栅设于所述光源模块的出光方向，并将第一光线沿第二光路方向反射为第二光线；
所述光学成像系统沿第二光线的传输方向依次包括掩膜版，第二镜组、第一滤光片、第二分束棱镜、物镜以及置物台；
所述置物台上的样品在接收所述第二光线后，发出第三光线，所述光学成像系统沿第三光线的传输方向依次包括第三镜组以及第一相机。


2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光学成像系统还包括第一相位延迟器，所述第一相位延迟器设于所述掩膜版与所述第二镜组之间。


3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述第二镜组为4F光学系统。


4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述掩膜版与所述物镜的入光面共轭。


5.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述光源模块还包括第二相位延迟器，所述第二相位延迟器设于所述光源本体与所述扩束系统之间，或者，所述第二相位延迟器设于所述扩束系统与所述第一分束棱镜之间。


6.如权利要求5所述的光学成像系统，其特征在于，所述光源模块还包括反射镜，所述反射镜设于所述第二相位延迟器与所述第一分束棱镜之间。


7.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁斐，杨爱萍，杜路平，袁小聪，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44