本发明专利技术是暗场照明系统，包括：光源，其聚焦在聚光器的圆环进入狭缝（６４）上；以及物镜（１２），与聚光器对准，使得物镜和聚光器被调准以在样品（３２）上获得焦点。本发明专利技术本质上使用结构照明以获得改善的照明系统。本发明专利技术还包括系统和方法，其中，物镜耦合到光圈（６５）并且与聚光器对准，使得当光圈关闭时，仅产生暗场图像，而当光圈打开时，容许光直接进入物镜并产生亮场照明。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及显微镜学领域。尤其是，本专利技术涉及高分辨率光学显 微镜学领域。
技术介绍
图la和lb示出两种类型的光照明。图la示出亮场照明10。当(显 微镜的)物镜12的孔径小于或等于聚光器(未示出)的孔径时，呈 现亮场照明。亮场照明10的主要特征是所有的光14应该进入物镜。图lb示出暗场照明16。当物镜12的孔径小于聚光器的孔径时， 呈现暗场照明16。暗场照明16中，直接从聚光器出来的光不进入物 镜12。然而，例如，聚光器的失调能够将背景光或噪声引入到系统， 这减小反差。因此，对于暗场照明16，要求照明系统圆对称。暗场照明16具有一些不同于亮场照明10的明显优点。暗场照明 16比亮场照明IO具有更高的反差和更好的光节省。图lc示出涉及图lb中的暗场显微镜的对准问题。光源18、聚光 器20、以及展像透镜22必须优选地对准，以便光路14的角度正确 地横贯并照明样品，这里将进一步详细解释它。应当注意，图lb和 lc被从图la简化了，因为图la和lb中都没有示出聚光器、展像透 镜，也没有示出光源18，但是图la和lb中分别描述的亮场和暗场 显微镜能够包含这些元件。暗场照明16中使用多种照明方法。两种通常使用的方法是临界照 明和柯勒照明。图2a示出临界照明24。该系统包括均一地亮的光源 18、光阑(diaphragm) 28、聚光器孔径(aperture) 26、聚光器20、 载片30、耦合到载片30的样品32、以及显微镜物镜12。在此照明 方法中，均一地亮的光源18靠近光阑的后面放置并且由聚光器20成 像到显微镜物镜12的物平面上。调整场阑孔径的的大小，以便由聚光器20对它成的像正好覆盖该场。物镜12的目标长矛(object lance) 中的任意点对的相干性的复杂程度与填充聚光器孔径26的复杂程度 相同，归因于不相干的源；此外，它不依赖于聚光器20的像差。光 源18聚焦在样品32上。分辨能力仅依赖于入射到物体上的光的相干 性和显微镜物镜12的性质。聚光器20的像差对显微镜的分辨没有影 响。图2b示出适于柯勒照明34的现有技术显微镜系统内的柯勒照明 34方法。该系统包括光源18、辅助透镜36、光阑28、聚光器孔径 26、聚光器20、载片30、耦合到载片30的样品32、以及显微镜物 镜12。在此方法中，辅助透镜36靠近光阑28放置，并在聚光器20 的焦平面上形成光源的像，聚光器20现在包括聚光器光阑28。来自 每个光源18点的光线然后从聚光器20作为平行光束射出。光源18 聚焦在聚光器20的孔径上。源光上亮度分布中的不规则不引起场照 明的强度中的不规则。此外，高分辨率光学显微镜学中的最近进展已经由细胞生物学和 纳米科学的需求推动。在荧光显微镜学中，已经证实了数十个纳米的 图像分辨率。然而，在透射和反射显微镜学中，即使针对现代共焦仪 器使用可见光照明，报道的横向图像分辨率也没有超过180nm。
技术实现思路
本专利技术是暗场照明系统，包括光源，固定于聚光器的进入狭缝 上；以及物镜，与所述聚光器对准，使得所述物镜和所述聚光器被调整以在样品上获得焦点。本专利技术本质上使用结构照明以获得改进的照明系统。本专利技术还包括系统和方法，其中，所述物镜耦合到光圈(iris)并且与所述聚光器对准，以便当所述光圈关闭时，仅产生暗场图像， 而当所述光圈打开时，容许光直接进入所述物镜并产生亮场照明。在本专利技术的一方面， 一种用于照明样品的照明系统，包括光源， 聚焦在聚光器的进入狭缝上；以及物镜，与所述聚光器对准，其中， 所述物镜和所述聚光器被调整以在样品上获得焦点。所述系统还包括 用于将所述光源聚焦在所述聚光器的进入狭缝上的构件，其中，所述聚焦构件包括准直透镜和光导(lightguide)和/或平面反射镜。在本专利技术的另一方面， 一种照明样品的方法，包括步骤将光源聚焦在聚光器的进入狭缝上、将物镜与所述聚光器对准、以及调整所 述物镜和所述聚光器以在样品上获得焦点。利用聚焦构件将所述光源 聚焦在所述聚光器的所述进入狭缝上，其中，所述聚焦构件包括准直 透镜和光导和/或平面反射镜。 在本专利技术的另一方面， 一种用于产生混合照明的高分辨率系统，包括光源，聚焦在聚光器的圆环进入狭缝上；以及物镜，与所述聚光器对准，其中耦合到所述物镜的光圈打开以便容许光直接进入所述 物镜。所述物镜的前透镜由进入所述物镜的空光锥产生的圆环光照 明，并且所述物镜是大孔径显微镜物镜。所述系统还包括适配器，用于照明所述聚光器的所述进入狭缝；展像透镜，用于照明所述聚光器 的所述进入狭缝。所述聚光器与所述光源的进入端口和准直透镜预对 准，并且光导在所述光源和所述准直透镜和/或平面反射镜之间耦合， 该平面反射镜用于将来自所述光源的光反射到所述聚光器的所述进 入狭缝。此外，所述照明系统生成衍射条纹，并提供窄化的点扩展函 数(PSF)。在本专利技术的另一方面， 一种产生高分辨率系统中的混合照明的方 法，包括步骤将光源聚焦到聚光器的圆环入口上、将物镜与所述聚 光器对准、以及打开耦合到所述物镜的光圈以便容许光直接进入所述 物镜。所述方法还包括通过进入所述物镜的空光锥产生的圆环光照明 所述物镜的前透镜的步骤，其中，所述物镜是大孔径显微镜物镜。所述方法还包括利用适配器或利用展像透镜照明所述聚光器的所 述进入狭缝的步骤。所述方法还包括步骤将所述聚光器与所述光源 的进入端口和准直透镜预对准、在所述光源和所述准直透镜之间耦合 光导、以及提供平面反射镜以将来自所述光源的光反射到所述聚光器 的所述进入狭缝。此外，所述照明系统生成衍射条纹，并提供窄化的 点扩展函数(PSF)。在本专利技术的另一方面， 一种用于产生暗场照明的高分辨率系统， 包括光源，聚焦到聚光器的圆环进入狭缝上；以及物镜，所述物镜耦合到光圈并与所述聚光器对准，其中所述光圈被关闭，以便仅产生 暗场图像。所述物镜的前透镜由进入所述物镜的空光锥产生的圆环光 照明，并且所述物镜是大孔径显微镜物镜。所述系统还包括适配器， 用于照明所述聚光器的所述进入狭缝；和/或展像透镜，用于照明所 述聚光器的进入狭缝。所述聚光器与所述光源的进入端口和准直透镜 预对准。在本专利技术的另一方面， 一种用于产生混合照明的高分辨率系统， 包括光源，聚焦到聚光器的圆环进入狭缝上；以及物镜，所述物镜 耦合到光圈并与所述聚光器对准，其中，当所述光圈打开以便容许光 直接进入所述物镜时，基本上产生亮场照明，并且当关闭所述光圈时， 仅产生暗场照明。所述物镜的前透镜由进入所述物镜的空光锥产生的 圆环光照明，并且所述物镜是大孔径显微镜物镜。所述系统还包括适 配器，用于照明所述聚光器的所述进入狭缝；和/或展像透镜，用于 照明所述聚光器的所述进入狭缝，并且另外，其中所述聚光器与所述 光源的进入端口和准直透镜预对准。附图说明图la示出现有技术的亮场照明系统的框图；图lb示出现有技术的暗场照明系统的框图；图lc示出现有技术的暗场照明系统的框图；图2a示出现有技术的临界照明系统的图示；图2b示出现有技术的柯勒照明系统的图示；图3示出根据本专利技术的实施例的暗场适配器的图示；图4示出根据本专利技术的实施例的系统的框图；图5示出根据本专利技术的实施例的系统的框图；图6a和6b示出根据本专利技术的实施例的具有聚光器的照明系统和 物镜和圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于照明样品的照明系统，包括：光源，聚焦在聚光器的进入狭缝上；以及物镜，与所述聚光器对准，其中，所述物镜和所述聚光器被调整以在所述样品上获得焦点。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：VJ沃佳诺伊，OM普斯特伊，A魏吕布，
申请(专利权)人：奥本大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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