一种全息光镊融合结构光照明显微系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种全息光镊融合结构光照明显微系统和方法，属于光学显微系统技术领域，其包括全息光镊微操控系统和结构光照明显微系统，全息光镊微操控系统包括激光发生装置、光扩束单元和光调制单元，光扩束单元包括沿激光发生装置的光出射方向依次设置的第一透镜和第二透镜，光调制单元包括沿第二透镜的光出射方向设置的光空间光调制器以及沿光空间光调制器的光出射方向依次设置的第三透镜、第四透镜、第一双色镜和物镜，结构光照明显微系统包括照明光源以及沿照明光源的光出射方向依次设置的结构光产生器、第二双色镜、第五透镜、第一双色镜和物镜。第一双色镜和物镜。第一双色镜和物镜。

【技术实现步骤摘要】
一种全息光镊融合结构光照明显微系统和方法


[0001]本专利技术属于光学显微系统
，涉及光学显微成像和光学捕获技术，具体为一种全息光镊融合结构光照明显微系统和方法。

技术介绍

[0002]与电子显微镜相比，光学显微镜虽然分辨率相对较低，却是研究活体生物样品的最佳显微工具，特别是近年来超分辨光学成像技术快速发展将光学显微镜的分辨率从几百纳米提高到了几纳米。因此，光学显微镜是目前生物、医学等学科领域中研究微观结构、揭示生命过程、诊断病理的重要工具。目前主流的超分辨光学成像技术主要分为两大类：一类是基于单分子定位技术的超分辨显微成像方法，其以光激活定位显微技术(PALM)和随机光学重构显微技术(STORM)为代表；另一类是基于点扩展函数调制的超分辨显微成像方法，其以受激发射损耗显微技术(STED)和结构照明显微技术(SIM)为代表。有别于其它超高分辨率荧光显微镜，结构光照明显微是一次性全视场快速成像技术，可以实现超分辨成像以及三维光切片成像，空间分辨率可以提高到15
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50nm左右。SIM是目前成像速度最快的宽场超分辨成像技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，包括全息光镊微操控系统，所述全息光镊微操控系统包括激光发生装置、光扩束单元和光调制单元，所述光扩束单元包括沿激光发生装置的光出射方向依次设置的第一透镜(2)和第二透镜(5)，所述光调制单元包括沿第二透镜(5)的光出射方向设置的光空间光调制器(6)以及沿光空间光调制器(6)的光出射方向依次设置的第三透镜(7)、第四透镜(9)、第一双色镜(10)和物镜(11)。2.如权利要求1所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，所述全息光镊微操控系统还包括第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(8)和样品池(12)，所述样品池(12)设置在物镜(11)的焦面上，所述第一反射镜(3)和第二反射镜(4)自前往后依次设置在第一透镜(2)和第二透镜(5)之间，所述第三反射镜(8)设置在第三透镜(7)和第四透镜(9)之间。3.如权利要求2所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，所述全息光镊融合结构光照明显微系统还包括结构光照明系统，所述结构光照明系统包括照明光源(13)以及沿照明光源(13)的光出射方向依次设置的结构光产生器(14)、第二双色镜(15)和第五透镜(16)，所述第一双色镜(10)和物镜(11)自前往后依次设置在经过第五透镜(16)的光出射方向上。4.如权利要求3所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，所述全息光镊融合结构光照明显微系统还包括相机(17)，所述物镜(11)的出射光依次经过第一双色镜(10)、第五透镜(16)和第二双色镜(15)进入相机(17)。5.如权利要求4所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，所述第一透镜(2)的法线与第一反射镜(3)的法线之间的夹角为45
°
，所述第一反射镜(3)的法线与第二反射镜(4)的法线之间的夹角为47
°
～50
°
，所述第二透镜(5)的法线与第三反射镜(4)的法线之间的夹角为47
°
～50
°
，所述第三透镜(7)的法线与第三反射镜(8)的法线之间的夹角为47～50
°
，所述第三反射镜(8)的法线与第四透镜(9)的法线之间的夹角为47
°
～50
°
。6.如权利要求5所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，所述第一双色镜(10)的入射光方向与出射光方向垂直，所述第二双色镜(15)的入射光方向与出射光方向垂直。7.如权利要求6所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统，其特征在于，所述第一透镜(2)与第二透镜(5)共焦，所述空间光调制器(6)位于第三透镜(7)的焦面上，所述第三透镜(7)与第四透镜(9)共焦，所述物镜(11)的入瞳位于第四透镜(9)的焦面上，所述物镜(11)位于第五透镜(16)的焦面上，所述结构光产生器(14)位于第五透镜(16)的焦面上，所述相机(17)位于第五透镜(16)的焦面上；所述空间光调制器(6)是振幅型空间光调制器或相位型空间光调制器；所述照明光源(13)是相干光源或非相干光源；所述结构光产生器(14)是朗奇光栅、正弦光栅、数字微镜器件或液晶空间光调制器。8.基于权利要求7所述的一种全息光镊融合结构光照明显微系统实现全息光镊融合结构光照明显微方法，其特征在于，包括以下步骤：1)产生平行激光束，平行激光束被调制后聚焦产生光阱阵列，控制光阱阵列的光场分布及位置，通过光阱阵列对应的不同分布及不同位置的光场对样品中的不同分布及不同位置的多个微粒进行捕获与操纵；2)产生携带条纹信息的结构光，携带条纹信息的结构光依次经过反射、准直形成高空
间频率的结构光，高空间频率的结构光照射样品中被捕获和操纵的不同分布及不同位置的多个微粒，使被捕获和操纵的不同分布及不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷铭，梁言生，汪召军，赵天宇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：