本发明专利技术公开了一种大视场大数值孔径及长工作距的远心双光子显微物镜镜头，属于新型双光子显微镜设计领域。沿同一光轴依次包括：光阑、第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；所述第一透镜组包括具有负光焦度的双分离透镜组，用于矫正入射至所述光阑的双色平行光的场曲和慧差；所述第二透镜组包括具有正光焦度的双胶合透镜组，用于对所述第一透镜组出射的光束扩束后再合束，进而矫正光束的色差；所述第三透镜组包括具有正光焦度的单透镜组，用于分担合束光线的光焦度，并保证光束的远心性和长工作距。本发明专利技术能够同时实现大视场、大数值孔径及较长的后工作距离，具有分辨率高、全视场平场、成像质量高、后工作距长等优点。后工作距长等优点。后工作距长等优点。
【技术实现步骤摘要】
大视场大数值孔径及长工作距的远心双光子显微物镜镜头
[0001]本专利技术属于新型双光子显微镜设计领域，更具体地，涉及一种大视场大数值孔径及长工作距的远心双光子显微物镜镜头。
技术介绍
[0002]近年来，随着医疗技术的发展，对于显微设备的需求也向更清晰、视场更广、分辨率更高的方向发展。如何构造视场更大、数值孔径更大的显微物镜已经成为了研究的重点方向。
[0003]双光子显微镜是一项结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的新技术，在高光子密度的情况下，荧光分子同时吸收两个长波长的光子，在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后，发射出一个波长较短的光子，其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双光子显微镜具有穿透力强、对样本的光漂白和光毒性小、光亮度和信噪比高等优点。但是现有的显微物镜以及双光子显微镜的像面直径不超过5毫米，满足数值孔径条件的物镜其后工作距难以达到10毫米，少数满足大视场与长工作距的物镜则无法达到要求的数值孔径，导致分辨率不足。如日本尼康公司所生产的远场显微物镜MUE12100型号，其工作距为17.5毫米，数值孔径仅为0.3；而具有长工作距的MUE12050型号，其数值孔径为0.15，无法达到较高分辨率。再如德国蔡司公司的Objective C Epiplan
‑
Apochromat 5x/0.2DIC M27型号物镜，其工作距为21.1毫米，数值孔径为0.3；Objective C Epiplan
‑
Apochromat 10x/0.4DIC M27型号物镜，其工作距仅为5.4毫米，数值孔径为0.4。也即，现有的生物活细胞双光子显微镜不能同时实现大视场、大数值孔径及较长的后工作距离。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种大视场大数值孔径及长工作距的远心双光子显微物镜镜头，其目的在于同时实现大视场、大数值孔径及较长的后工作距离。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种大视场大数值孔径及长工作距的远心双光子显微物镜镜头，沿同一光轴依次包括：光阑、第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；
[0006]所述第一透镜组包括具有负光焦度的双分离透镜组，用于矫正入射至所述光阑的双色平行光的场曲和慧差；
[0007]所述第二透镜组包括具有正光焦度的双胶合透镜组，用于对所述第一透镜组出射的光束扩束后再合束，进而矫正光束的色差；
[0008]所述第三透镜组包括具有正光焦度的单透镜组，用于分担合束光线的光焦度，并保证光束的远心性。
[0009]进一步地，所述第一透镜组包括沿光轴依次设置的第一凹形透镜、第一双凸形透镜、第一弯月形透镜及第二凹形透镜；
[0010]所述第一凹形透镜和所述第一双凸形透镜形成双分离透镜组；
[0011]所述第一弯月形透镜和所述第二凹形透镜形成双分离透镜组。
[0012]进一步地，第一凹形透镜、第一双凸形透镜、第一弯月形透镜及第二凹形透镜的焦距分别满足：
[0013]‑
100mm≤f2≤
‑
80mm，100mm≤f3≤110mm
[0014]200mm≤f4≤250mm，
‑
130mm≤f5≤
‑
110mm
[0015]其中，f2、f3、f4及f5分别表示第一凹形透镜、第一双凸形透镜、第一弯月形透镜及第二凹形透镜的焦距。
[0016]进一步地，光阑、第一凹形透镜、第一双凸形透镜、第一弯月形透镜及第二凹形透镜之间的距离满足：
[0017]8mm≤d0≤12mm，0≤d1≤4mm，0≤d2≤4mm，0≤d3≤4mm；
[0018]其中，d0、d1、d2及d3分别表示沿光轴的光阑至第二凹形透镜相邻透镜之间的距离。
[0019]进一步地，所述第二透镜组包括沿光轴依次设置的第一双胶合透镜、单透镜组和第二双胶合透镜；
[0020]所述第一双胶合透镜用于对所述第一透镜组出射的光束进行扩束，以校正光束的色差；
[0021]所述单透镜组用于将扩束的光线进行合束；
[0022]所述第二双胶合透镜用于再次矫正合束的光线的色差。
[0023]进一步地，所述第一双胶合透镜包括沿光轴的第一双凹形透镜和第二双凸形透镜；
[0024]所述单透镜组包括沿光轴的第三双凸形透镜和第二弯月形透镜；
[0025]所述第二双胶合透镜包括沿光轴的第四双凸形透镜和第二双凹形透镜。
[0026]进一步地，第一双凹形透镜、第二双凸形透镜、第三双凸形透镜、第二弯月形透镜、第四双凸形透镜和第二双凹形透镜的焦距分别满足：
[0027]‑
180mm≤f6≤
‑
160mm，120mm≤f7≤130mm，190mm≤f8≤210mm，
[0028]220mm≤f9≤240mm，150mm≤f
10
≤160mm，
‑
90mm≤f
11
≤
‑
80mm，
[0029]其中，f6、f7、f8、f9、f
10
及f
11
分别表示第一双凹形透镜、第二双凸形透镜、第三双凸形透镜、第二弯月形透镜、第四双凸形透镜和第二双凹形透镜的焦距。
[0030]进一步地，第一透镜组、第一双凹形透镜、第二双凸形透镜、第三双凸形透镜、第二弯月形透镜、第四双凸形透镜和第二双凹形透镜的之间的距离满足：
[0031]4mm≤d4≤8mm，d5＝0，0≤d6≤1mm，6mm≤d7≤10mm，6mm≤d8≤10mm，d9＝0；
[0032]其中，d4、d5、d6、d7、d8及d9分别表示沿光轴的第一透镜组至第二双凹形透镜相邻透镜之间的距离。
[0033]进一步地，所述第三透镜组包括沿光轴依次设置的第三弯月形透镜、第四弯月形透镜及第五弯月形透镜。
[0034]进一步地，第三弯月形透镜、第四弯月形透镜及第五弯月形透镜的焦距分别满足：
[0035]100mm≤f
12
≤110mm，
‑
70mm≤f
13
≤
‑
60mm，50mm≤f
14
≤60mm
[0036]其中，f
12
、f
13
及f
14
分别表示第三弯月形透镜、第四弯月形透镜及第五弯月形透镜的焦距。
[0037]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0038](1)本专利技术的显微物镜镜头，通过设计的第一透镜组包括具有负光焦度的双分离透镜组结构给入射至光阑的双色平行光束调控提供了极大的自由度，承担了大部分场曲和慧差的矫正压力，使得大视场平场的功能得以实现；第二透镜组包括具有正光焦度的的双胶合结构，对经过视场的光线扩束后再合束，承担了色差的矫正；第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大视场大数值孔径及长工作距的远心双光子显微物镜镜头，其特征在于，沿同一光轴依次包括：光阑、第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；所述第一透镜组包括具有负光焦度的双分离透镜组，用于矫正入射至所述光阑的双色平行光的场曲和慧差；所述第二透镜组包括具有正光焦度的双胶合透镜组，用于对所述第一透镜组出射的光束扩束后再合束，进而矫正光束的色差；所述第三透镜组包括具有正光焦度的单透镜组，用于分担合束光线的光焦度，并保证光束的远心性。2.根据权利要求1所述的显微物镜镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括沿光轴依次设置的第一凹形透镜(2)、第一双凸形透镜(3)、第一弯月形透镜(4)及第二凹形透镜(5)；所述第一凹形透镜(2)和所述第一双凸形透镜(3)形成双分离透镜组；所述第一弯月形透镜(4)和所述第二凹形透镜(5)形成双分离透镜组。3.根据权利要求2所述的显微物镜镜头，其特征在于，第一凹形透镜(2)、第一双凸形透镜(3)、第一弯月形透镜(4)及第二凹形透镜(5)的焦距分别满足：
‑
100mm≤f2≤
‑
80mm，100mm≤f3≤110mm200mm≤f4≤250mm，
‑
130mm≤f5≤
‑
110mm其中，f2、f3、f4及f5分别表示第一凹形透镜(2)、第一双凸形透镜(3)、第一弯月形透镜(4)及第二凹形透镜(5)的焦距。4.根据权利要求2或3所述的显微物镜镜头，其特征在于，光阑、第一凹形透镜(2)、第一双凸形透镜(3)、第一弯月形透镜(4)及第二凹形透镜(5)之间的距离满足：8mm≤d0≤12mm，0≤d1≤4mm，0≤d2≤4mm，0≤d3≤4mm；其中，d0、d1、d2及d3分别表示沿光轴的光阑至第二凹形透镜(5)相邻透镜之间的距离。5.根据权利要求1所述的显微物镜镜头，其特征在于，所述第二透镜组包括沿光轴依次设置的第一双胶合透镜、单透镜组和第二双胶合透镜；所述第一双胶合透镜用于对所述第一透镜组出射的光束进行扩束，以校正光束的色差；所述单透镜组用于将扩束的光线进行合束；所述第二双胶合透镜用于再次矫正合束的光线的色差。6.根据权利要求5所述的显微物镜镜头，其特征在于，所述第一双胶合透镜包括沿光轴的第一双凹形透镜(6)和第二双凸形透镜(7)；所述单透镜组包括沿光轴的第三双凸形透镜(8)和第二弯月形透镜(9)；所述第二双胶合透...
【专利技术属性】
技术研发人员：马冬林，刘远啸，陈智昊，樊润东，何思琦，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。