显微成像装置制造方法及图纸

本申请提供了一种显微成像装置，包括：光源，用于发射初始光线；倍频晶体，设置于初始光线的传播路径上，用于形成第一初始光线和第二初始光线；第一光线组件，用于将第一初始光线转变为第一目标光线，第一目标光线为泵浦光，第一目标光线用于在第一时间照射于目标结构的表面，以激发目标结构性质变化；第二光线组件，用于将第二初始光线转变为第二目标光线，第二目标光线为结构光，第二目标光线用于在第一时间后的预设时间照射于目标结构的表面，以形成背向散射光；成像组件，用于接收背向散射光，并根据背向散射光获取目标结构的影像信息。利用该显微成像装置获取的目标结构的图像的分辨率高。的分辨率高。的分辨率高。

【技术实现步骤摘要】
显微成像装置


[0001]本申请属于成像设备
，更具体地说，是涉及一种显微成像装置。

技术介绍

[0002]对微观世界超快、超分辨的成像是观测并认识微观世界的重要手段，微观世界成像方法的研究对材料科学、生命科学、化学工业等领域具有重要意义。相关技术中通常采用飞秒激光泵浦探测技术对材料进行显微成像，飞秒激光泵浦探测技术是应用较广的技术，该技术将飞秒激光分为泵浦光和探测光两路光，利用泵浦光可以对目标结构进行照射，以使目标结构发生物理及化学性质的超快变化，如形貌的变化、介电常数的变化、荧光寿命的变化等，之后利用探测光对目标结构进行照射，以形成背向散射光，之后利用成像组件便可获取变化后的目标结构的图像，通过调节这两路光的时间延迟达到飞秒级的时间分辨率，有利于观测微观世界的超快过程。但是利用飞秒激光泵浦探测技术方式获取目标结构的图像的分辨率较低。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种显微成像装置，以解决现有技术中存在的显微成像装置获取的目标结构的图像的分辨率低的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：
[0005]提供一种显微成像装置，包括：光源，用于发射初始光线；倍频晶体，设置于所述初始光线的传播路径上，用于形成第一初始光线和第二初始光线；第一光线组件，用于将所述第一初始光线转变为第一目标光线，所述第一目标光线为泵浦光，所述第一目标光线用于在第一时间照射于目标结构的表面，以激发所述目标结构性质变化；第二光线组件，用于将所述第二初始光线转变为第二目标光线，所述第二目标光线为结构光，所述第二目标光线用于在第一时间后的预设时间照射于所述目标结构的表面，以形成背向散射光；成像组件，用于接收所述背向散射光，并根据所述背向散射光获取所述目标结构的影像信息。
[0006]在一个实施例中，还包括：第一二向色镜，设置于所述第一初始光线和所述第二初始光线的传播路径上，用于引导所述第一初始光线传播方向偏离于所述第二初始光线的传播方向。
[0007]在一个实施例中，所述第一光线组件包括：光快门，设置于所述第一初始光线的传播路径上，用于控制所述第一初始光线的照射时间。
[0008]在一个实施例中，所述第二光线组件包括：滤波组件，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于将所述第二初始光线转变为由+1阶衍射光和
‑
1阶衍射光组成的混合光线；干涉组件，设置于所述混合光线的传播路径上，用于使所述混合光线中的所述+1阶衍射光和所述
‑
1阶衍射光在所述目标结构的表面形成干涉条纹。
[0009]在一个实施例中，所述滤波组件包括：数字微镜阵列，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于反射所述第二初始光线，以使所述第二初始光线形成多阶衍射光；第一凸
透镜，设置于所述多阶衍射光的传播路径上，用于调节所述多阶衍射光中的不同阶的衍射光的传播路径；第一模板，设置于所述多阶衍射光的传播路径上，用于对经过所述第一凸透镜的所述多阶衍射光过滤，以得到+1阶衍射光和
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1阶衍射光；第二凸透镜，设置于所述+1阶衍射光和所述
‑
1阶衍射光的传播路径上，用于和所述第一凸透镜组成4F系统，以形成由所述+1阶衍射光和所述
‑
1阶衍射光组成的混合光线。
[0010]在一个实施例中，所述干涉组件包括：第三凸透镜，设置于所述混合光线的传播路径上，用于调节所述+1阶衍射光和所述
‑
1阶衍射光的传播方向；物镜，设置于所述混合光线的传播路径上，所述物镜的焦平面位于所述目标结构的表面，所述物镜用于和所述第三凸透镜组成4F系统，以使所述+1阶衍射光和所述
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1阶衍射光在所述目标结构的表面形成干涉条纹。
[0011]在一个实施例中，所述第二目标光线组件还包括：时间延迟组件，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于控制所述第二初始光线由所述光源到大所述滤波组件的时间；脉冲整形组件，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于对所述第二初始光线的脉冲色散进行预补偿。
[0012]在一个实施例中，所述时间延迟组件包括：第一反射镜，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于使所述第二初始光线的传播方向由第一方向转变为第二方向；第二反射镜，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于使所述第二初始光线的传播方向由所述第二方向转变为所述第一方向的相反方向。
[0013]在一个实施例中，所述脉冲整形组件包括：光栅，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于将所述第二初始光线分散；柱透镜，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于将分散后的所述第二初始光线的传播方向由分散方向转变为平行方向；空间光调制器，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于对经过所述柱透镜的第二初始光线的频谱的相位进行调节，并使调节后的所述第二初始光线的传播方向由其入射方向转变为所述入射方向的相反方向。
[0014]在一个实施例中，所述成像组件包括：物镜；第四凸透镜，设置于所述背向散射光的传播路径上，用于和所述物镜组成4F系统；相机，设置于所述背向散射光的传播路径上，用于接收经过所述第四凸透镜的所述背向散射光，以获取所述目标结构的影像信息。
[0015]本申请提供的显微成像装置的有益效果在于：该显微成像装置包括：光源、倍频晶体、第一光线组件、第二光线组件以及成像组件，利用光源可以发射初始光线，该初始光线可以为超短激光脉冲；该初始光线在经过倍频晶体之后，则部分保持不变，该不变的部分形成第一初始光线，而另外部分则变为波长更短的超短激光脉冲，该变化的部分则形成第二初始光线；利用第一光线组件将第一初始光线转变为第一目标光线，该第一目标光线为泵浦光，目标结构在第一目标光线的照射下会发生物理、化学等性质的变化；利用第二光线组件将第二初始光线转变为第二目标光线，该第二目标光线为结构光，目标结构在第二目标光线的照射下可以形成背向散射光；利用成像组件可以接收该背向散射光即可获取目标结构的影像信息；由于利用不同相位的结构光照射于目标结构可以获得多张显微图像，利用相关算法对多张图像进行处理，可以突破光学衍射极限，获得三维、超分辨的显微图像。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请实施例提供的显微成像装置的结构示意图。
[0018]图2(a)～图2(d)为本申请实施例提供的硅基表面的结构光图像；
[0019]图3(a)～图3(d)为本申请实施例提供的硅基表面的三维形貌图像；
[0020]图4(a)～图4(c)为本申请实施例提供的标准目标结构三维结构示意图、标准目标结构光照明显微图像以及标准目标结构三维形貌图像。
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显微成像装置，其特征在于，包括：光源，用于发射初始光线；倍频晶体，设置于所述初始光线的传播路径上，用于形成第一初始光线和第二初始光线；第一光线组件，用于将所述第一初始光线转变为第一目标光线，所述第一目标光线为泵浦光，所述第一目标光线用于在第一时间照射于目标结构的表面，以激发所述目标结构性质变化；第二光线组件，用于将所述第二初始光线转变为第二目标光线，所述第二目标光线为结构光，所述第二目标光线用于在第一时间后的预设时间照射于所述目标结构的表面，以形成背向散射光；成像组件，用于接收所述背向散射光，并根据所述背向散射光获取所述目标结构的影像信息。2.如权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，还包括：第一二向色镜，设置于所述第一初始光线和所述第二初始光线的传播路径上，用于引导所述第一初始光线传播方向偏离于所述第二初始光线的传播方向。3.如权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述第一光线组件包括：光快门，设置于所述第一初始光线的传播路径上，用于控制所述第一初始光线的照射时间。4.如权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述第二光线组件包括：滤波组件，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于将所述第二初始光线转变为由+1阶衍射光和
‑
1阶衍射光组成的混合光线；干涉组件，设置于所述混合光线的传播路径上，用于使所述混合光线中的所述+1阶衍射光和所述
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1阶衍射光在所述目标结构的表面形成干涉条纹。5.如权利要求4所述的显微成像装置，其特征在于，所述滤波组件包括：数字微镜阵列，设置于所述第二初始光线的传播路径上，用于反射所述第二初始光线，以使所述第二初始光线形成多阶衍射光；第一凸透镜，设置于所述多阶衍射光的传播路径上，用于调节所述多阶衍射光中的不同阶的衍射光的传播路径；第一模板，设置于所述多阶衍射光的传播路径上，用于对经过所述第一凸透镜的所述多阶衍射光过滤，以得到+1阶衍射光和
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1阶衍射光；第二凸透镜，设置于所述+1阶衍射光和所述
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1阶衍射光的传播路径上，用于和所述第一凸透镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹耕玮，徐捷，闵长俊，张聿全，袁小聪，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：