多通道激光共聚焦显微探测系统及方法技术方案

本申请提供一种多通道激光共聚焦显微探测系统及方法，所述系统包括：多通道激光发射装置、显微聚焦成像装置以及多光纤信号探测装置。多通道激光发射装置中设置的多路光纤耦合激光器能够用于激发多种不同波长的激光，当多种激光同时被激发的情况下，各路激光从各自的第一通道进行传输，各个第一通道之间物理隔开，从而解决了相互串扰的问题。进一步地，各路激光通过各自特定的第一通道进行传输，根据物镜的成像关系，可以利用与第一通道相对应的第二通道收集由各路激光激发的荧光，从而使得荧光通道与激光通道相对应，由此能够获知荧光由何种激光激发所致。何种激光激发所致。何种激光激发所致。

【技术实现步骤摘要】
多通道激光共聚焦显微探测系统及方法


[0001]本申请涉及激光扫描成像
，具体涉及一种多通道激光共聚焦显微探测系统及方法。

技术介绍

[0002]激光扫描共聚焦显微成像技术是八十年代迅速发展起来的用于分析细胞学的新型技术。它可以对生物组织做分层扫描，进行三维重建，以便对生物组织内微细结构的动态变化进行定性、定量、定时和定位分析检测。例如，检测细胞内离子浓度的变化比例及动态变化，对固定的组织或活体样本进行亚细胞水平结构功能研究等。
[0003]为了区分生物组织内的不同特征，使用荧光染料对正在观察的样品进行标记。为了同时观测不同荧光染料标记的信号，可以采用了氩离子激光器作为激发光源，氩离子激光器能够同时激发488nm和514nm的激光，实现双波长激发的激光扫描共聚焦显微成像系统。两种激光作用于样品时，能够激发出两种荧光，对激发出的荧光进行检测即可获得同一时刻两种不同荧光的变化特性。
[0004]但是，上述技术方案中，两种波长的激光来自于同一激光器，导致两种激光之间存在串扰；而且，氩离子激光器仅能激发出两种固定波长的激光，导致该技术方案存在波长可用波长少的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种多通道激光共聚焦显微探测系统及方法，以解决现有技术中激光之间存在串扰，且光源可挑选范围少的问题。
[0006]本申请的第一方面，提供一种多通道激光共聚焦显微探测系统，包括：
[0007]多通道激光发射装置，包括多路光纤耦合激光器以及光纤组件，所述多路光纤耦合激光器与所述光纤组件之间设置有多个第一通道，从所述光纤耦合激光器出射的各路激光通过各个所述第一通道传输至所述光纤组件；
[0008]显微聚焦成像装置，包括显微物镜以及沿所述显微物镜的出射光方向设置的分光镜和筒镜，从所述光纤组件端部出射的激光光斑经过所述显微物镜束腰在物面的位置，所述物面的位置用于承载待测样品；所述显微物镜用于将待测样品激发的荧光会聚于同一像面，所述分光镜和所述筒镜用于将会聚于所述同一像面的荧光会聚于一点；
[0009]多光纤信号探测装置，包括依次设置的多个第二通道、分光光路以及探测器，用于传输荧光的第二通道与激发获得该荧光的激光的第一通道相对应，所述分光光路和所述探测器用于将激发的荧光分离并进行探测。
[0010]可选的，所述光纤组件为至少一个准直透镜，所述准直透镜的出光方向与所述显微物镜的轴线平行；
[0011]在所述光纤组件为多个准直透镜的情况下，各个所述第一通道的出光口与其中一个所述准直透镜相对应。
[0012]可选的，所述光纤组件为沿光路依次设置的准直透镜和二向色分光镜，所述二向色分光镜的出光方向与所述显微物镜的轴线平行；
[0013]各个所述第一通道的出光口与其中一个所述准直透镜相对应，多个所述二向色分光镜的倾斜角度一致，以便各路激光经所述二向色分光镜的分光后合并发射。
[0014]可选的，与所述准直透镜,的入光口相连接的多个所述第一通道阵列排布。
[0015]可选的，在所述准直透镜,的入光口处设置有安装件，所述安装件开设有多个用于安装各个所述第一通道的安装口，所述安装口的数量多于所述第一通道的数量。
[0016]可选的，所述第一通道为单模光纤材质和/或多模光纤材质。
[0017]可选的，所述第二通道为多模光纤材质。
[0018]可选的，所述分光光路包括准直透镜、设置于所述准直透镜出光方向上的多个二向色分光镜、以及在各个所述二向色分光镜出光方向上设置的滤光片，所述探测器位于所述滤光片出光口的一侧。
[0019]本申请的第二方面，提供一种多通道激光共聚焦显微探测方法，所述方法应用于第一方面任意一种可能实现方式提供的多通道激光共聚焦显微探测系统，所述方法包括：
[0020]从多路光纤耦合激光器出射的各路激光通过各个第一通道传输至光纤组件；
[0021]从所述光纤组件端部出射的激光光斑经过显微物镜束腰在物面的位置，所述物面的位置用于承载待测样品；
[0022]待测样品在激光的激发下发出荧光，激发的荧光经过所述显微物镜会聚于同一像面，会聚于同一像面的荧光经过分光镜和筒镜会聚于一点；
[0023]会聚于一点的荧光被各个第二通道收集并传输至分光光路，经所述分光光路分开后进入探测器进行探测，从而获得所需信号，其中，所述第二通道与激发获得该荧光的激光的第一通道相对应。
[0024]可选的，所述第一通道为单模光纤材质和/或多模光纤材质；所述第二通道为多模光纤材质。
[0025]由以上技术方案可知，本申请提供一种多通道激光共聚焦显微探测系统及方法，所述系统包括：多通道激光发射装置、显微聚焦成像装置以及多光纤信号探测装置。多通道激光发射装置中设置的多路光纤耦合激光器能够用于激发多种不同波长的激光，当多种激光同时被激发的情况下，各路激光从各自的第一通道进行传输，各个第一通道之间物理隔开，从而解决了相互串扰的问题。进一步地，各路激光通过各自特定的第一通道进行传输，根据物镜的成像关系，可以利用与第一通道相对应的第二通道收集由各路激光激发的荧光，从而使得荧光通道与激光通道相对应，由此能够获知荧光由何种激光激发所致。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请实施例提供的一种多通道激光共聚焦显微探测系统的结构示意图；
[0028]图2为本申请实施例提供的光纤组件的第一种实施方式；
[0029]图3为本申请实施例提供的光纤组件的第二种实施方式；
[0030]图4为本申请实施例提供的光纤组件的第三种实施方式；
[0031]图5为本申请实施例提供的安装件的端面示意图；
[0032]图6为多通道激光聚焦在显微物镜上光斑典型排列示意图；
[0033]图7为典型多模光纤采集口的空间排列图；
[0034]图8为本申请实施例提供的分光光路的结构示意图；
[0035]图9为本申请实施例提供的另一种分光光路的结构示意图；
[0036]图10为本申请实施例提供的又一种分光光路的结构示意图。
[0037]图示说明：1
‑
多通道激光发射装置；2
‑
显微聚焦成像装置；3
‑
多光纤信号探测装置；11
‑
光纤耦合激光器；12
‑
光纤组件；13
‑
第一通道；21
‑
显微物镜；22
‑
分光镜；23
‑
筒镜；31
‑
第二通道；32
‑
分光光路；33
‑
探测器；121
‑
准直透镜；122
‑
准直透镜；123
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道激光共聚焦显微探测系统，其特征在于，包括：多通道激光发射装置(1)，包括多路光纤耦合激光器(11)以及光纤组件(12)，所述多路光纤耦合激光器(11)与所述光纤组件(12)之间设置有多个第一通道(13)，从所述光纤耦合激光器(11)出射的各路激光通过各个所述第一通道(13)传输至所述光纤组件(12)；显微聚焦成像装置(2)，包括显微物镜(21)以及沿所述显微物镜(21)的出射光方向设置的分光镜(22)和筒镜(23)，从所述光纤组件(12)端部出射的激光光斑经过所述显微物镜(21)束腰在物面的位置，所述物面的位置用于承载待测样品；所述显微物镜(21)用于将待测样品激发的荧光会聚于同一像面，所述分光镜(22)和所述筒镜(23)用于将会聚于所述同一像面的荧光会聚于一点；多光纤信号探测装置(3)，包括依次设置的多个第二通道(31)、分光光路(32)以及探测器(33)，用于传输荧光的第二通道(31)与激发获得该荧光的激光的第一通道(13)相对应，所述分光光路(32)和所述探测器(33)用于将激发的荧光分离并进行探测。2.根据权利要求1所述的多通道激光共聚焦显微探测系统，其特征在于，所述光纤组件(12)为至少一个准直透镜(121)，所述准直透镜(121)的出光方向与所述显微物镜(21)的轴线平行；在所述光纤组件(12)为多个准直透镜(121)的情况下，各个所述第一通道(13)的出光口与其中一个所述准直透镜(121)相对应。3.根据权利要求1所述的多通道激光共聚焦显微探测系统，其特征在于，所述光纤组件(12)为沿光路依次设置的准直透镜(122)和二向色分光镜(123)，所述二向色分光镜(123)的出光方向与所述显微物镜(21)的轴线平行；各个所述第一通道(13)的出光口与其中一个所述准直透镜(122)相对应，多个所述二向色分光镜(123)的倾斜角度一致，以便各路激光经所述二向色分光镜(123)的分光后合并发射。4.根据权利要求2或3所述的多通道激光共聚焦显微探测系统，其特征在于，与所述准直透镜(121,122...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宁一，贺虎成，
申请(专利权)人：维林光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：