激光共焦扫描显微镜制造技术

本发明专利技术涉及一种激光共焦扫描显微镜，包括激光激发光路、信号探测光路、微位移器、显微光学单元、信号处理与数据转换单元及计算机。激光激发光路和信号探测光路部分光轴重合，两光路共用Ｘ－Ｙ扫描器、准直透镜及一个由两个反射镜按固定角度构成的角镜组合。本实用新型专利技术消除了可能引起激光激发光路和信号探测光路失调的因素，可长期稳定工作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种显微镜，特别是一种激光共焦扫描显微镜。现有的激光共焦扫描显微镜均有三个基本光路，即由激光器经反射面到被探测物体的激光激发光路、由反射面到探测器的信号探测光路和显微光学系统光路。前两者构成激光共焦扫描显微镜的核心部分——扫描头。由于显微光学系统一般者是选购各厂家的制式商品，所以一切激光共焦扫描显微镜的改进和创新都集中在扫描头上。中国专利CN1229927A公开了一种激光共焦扫描显微镜，其激发小孔、激光激发光学系统物镜在激光激发光路内，探测小孔，信号探测光学系统的物镜在信号探测光路内。两个系统元器件各自在使用中的任何松动和误差都会引起激发小孔和探测小孔共焦效应的消失，从而仪器不能稳定工作。尤其是当需用不同的激光波长实验时，两光路的合会元件经常要几组替换使用，在频繁的替换操作中，单反射镜位置必定存在误差，从而其出射光线光轴会引起两倍的角误差。这是现有技术普遍存在的问题。本专利技术的目的是提供一种能消除激光激发光路和信号探测光路失调因素，保证系统长期稳定工作的共焦扫描显微镜。本专利技术包括激光激发光路、信号探测光路、微位移器、显微光学单元、信号处理与数据转换单元、计算机，微位器设置在显微光学单元的工作台上，其动作由计算机控制，激光激发光路激发的反射光或荧光经信号探测光路及信号处理与数据转换单元转换成电信号，输入计算机存贮，其特征在于激光激发光路和信号探测光路的部分光轴重合，两者除有一个对共用的受计算机控制的X-Y扫描器外，还有一个共用的准直透镜及一个由两个反射镜按固定角度构成的角镜组合。本专利技术消除了可能引起激光激发光路和信号探测光路失调的因素，可长期稳定工作。同时，由于前述两光路部分光轴重合，从而简化了结构，降低了成本，相应的也使得本专利技术的制造工艺及装配均较现有技术简单。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为具有多通道探测功能的本专利技术信号探测光路示意图。如图1所示，本专利技术由激光激发光路、信号探测光路、微位移器、显微光学单元、信号处理与数据转换单元及计算机构成。微位器设置在显微光学单元的工作台上，其动作由计算机控制，激光激发光路激发的反射光或荧光经信号探测光路及信号处理与数据转换单元转换成电信号，输入计算机存贮。激光激发光路由激光器1及依次设置在同一光轴上的聚焦透镜2、小孔光栏3、中性滤光片组合4、激发滤光片7、角镜组合、透镜9及X-Y扫描器构成。信号探测光路由在同一光轴上依次设置的X-Y扫描器、准直透镜9、角镜组合、辐射滤光片8、小孔光栏17及探测器18构成。由于上述两光路共用X-Y扫描器及准直透镜9和角镜组合，因此两光路的部分光轴重合。同时，由于构成角镜组合的两反射镜6、7按固定角度设置，因此，从角镜组合到样品物点O之间的全部元器件，其任何误差对两光路的作用是等同的，不会引起两系统不一致所带来的失调。这样就消除了可能引起两光路失调的因素。两光路共用的准直透镜(9)可以是单个或单组透镜，也可以是多个或多组。如图2所示，也为了适合医学的宽波带荧光图象同时探测的用途，信号探测光路可在角镜组合与小孔光栏17之间再加一个或一个以上的角镜组合以及与之相配的探测器(18)，每个增加的角镜组合的透射输出端和反射输出端均配有相应的辐射滤光片，其反射输出端同样配有一个探测器，这样就可以构成第二通道或多通道探险测。此外。为了适应生物医学和多种用途，可在激光源1的位置安置多个不同波长的激光器与激光激发光路耦合，提供不同波长的激光。下面结合实施例对本专利技术的工作原理进行说明。功率为几十毫瓦的氩离子激光器1发出激光，经聚焦透镜2会聚到孔径约几十微米的小孔光栏3，然后穿过中性滤光片或滤光片组合4，使激光强度调节到合适。经过调节的激光经过激发滤光片7，挑选出指定波长的激光(例如488nm或514.5nm激光)后，再经过两反射镜5、6构成角镜组合(两反射镜的夹角可为30°、45°、60°等方便操作的固定角度，本实施例为45°)，经准直透镜9，准直为平行光，经X-Y扫描器两反射面10、11进入显微光学系统12。经过显微光学系统12的物镜，激光会聚到样品的物点O，该显微物镜可为40倍，数值孔径0.65或100倍数值孔径1.25(油浸)等。从O点被反射的激光，或O点被激发的荧光作为信号光，沿原光路返回经透镜9，穿过角镜组合中的反射镜6和辐射滤光片8，会聚到小孔光栏17处，从而被探测器18——光电倍增管探测，经信号处理与数据处理转换成电信号后，送入计算机16存贮。在计算机16控制下，X-Y扫描器作扫描振动，激光聚焦点在该探测面内快速扫描振动，则计算机顺次存贮该探测面上所有不同点的光信号。同时，在计算机16控制下，工作台14上的微位移器15带动样品作纵深微小位移，计算机则顺次存贮样品上不同深度探测面上光信号，从而计算机16就能恢复出样品的三维图象。权利要求1.一种激光共焦扫描显微镜，包括激光激发光路、信号探测光路、微位移器、显微光学单元、信号处理与数据转换单元、计算机，微位器设置在显微光学单元的工作台上，其动作由计算机控制，激光激发光路激发的反射光或荧光经信号探测光路及信号处理与数据转换单元转换成电信号，输入计算机存贮，其特征在于激光激发光路和信号探测光路的部分光轴重合，两者除有一对共用的受计算机控制的X-Y扫描器外，还有一个共用的准直透镜及一个由两个反射镜按固定角度构成的角镜组合。2.如权利要求1所述的激光共焦扫描显微镜，其特征在于激光激发光路由激光器(1)及依次设置在同一光轴上的聚焦透镜(2)、小孔光栏(3)、中性滤光片组合(4)、激发滤光片(7)、角镜组合、准直透镜(9)及X-Y扫描器构成。3.如权利要求1所述的激光共焦扫描显微镜，其特征在于信号探测光路由在同一光轴上依次设置的X-Y扫描器(10、11)、准直透镜(9)、角镜组合、辐射滤光片(8)、小孔光栏(17)及探测器(18)构成。4.如权利要求3所述的激光共焦扫描显微镜，其特征在于信号探测光路在角镜组合之后，可再增加一个或一个以上的角镜组合，每个增加的角镜组合的透射输出端和反射输出端均配有相应的辐射滤光片，其反射输出端同样配有一个探测器(18)。5.如权利要求2或3所述的激光共焦扫描显微镜，其特征在于准直透镜(9)可以是单个透镜，也可以是多个。6.如权利要求1或2或4所述的激光共焦扫描显微镜，其特征在于构成角镜组合的两个反射镜之间的夹角可以为30°、45°或60°等方便操作的固定角度。全文摘要本专利技术涉及一种激光共焦扫描显微镜,包括激光激发光路、信号探测光路、微位移器、显微光学单元、信号处理与数据转换单元及计算机。激光激发光路和信号探测光路部分光轴重合,两光路共用X－Y扫描器、准直透镜及一个由两个反射镜按固定角度构成的角镜组合。本技术消除了可能引起激光激发光路和信号探测光路失调的因素,可长期稳定工作。文档编号G02B21/00GK1312480SQ0110813公开日2001年9月12日 申请日期2001年3月16日 优先权日2001年3月16日专利技术者陶纯堪, 高万荣, 卞松玲, 杨晓春, 黄琳, 胡茂海 申请人:北京清大德人显微数字技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光共焦扫描显微镜，包括激光激发光路、信号探测光路、微位移器。显微光学单元、信号处理与数据转换单元、计算机，微位器设置在显微光学单元的工作台上，其动作由计算机控制，激光激发光路激发的反射光或荧光经信号探测光路及信号处理与数据转换单元转换成电信号，输入计算机存贮，其特征在于激光激发光路和信号探测光路的部分光轴重合，两者除有一对共用的受计算机控制的Ｘ－Ｙ扫描器外，还有一个共用的准直透镜及一个由两个反射镜按固定角度构成的角镜组合。

【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：陶纯堪，高万荣，卞松玲，杨晓春，黄琳，胡茂海，
申请(专利权)人：北京清大德人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]