光学成像器件制造技术

本实用新型专利技术公开了光学成像器件。根据第一具体实施，设备包括或包含：光束源，该光束源用于提供输入辐射；以及光束成形组，该光束成形组包括或包含一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件被定位为从该光束源接收该输入辐射并对该输入辐射执行光束成形以形成成形光束。该设备还包括或包含：物镜，该物镜被定位为接收该成形光束并将该成形光束转换为探测光束，并且被配置为向该物镜的焦平面提供该探测光束以用于对样本进行光学探测。该光束成形组被配置为随时间推移调整该成形光束的一个或多个特性，以在针对该成形光束的入射区域上大体上均匀地加热该物镜。体上均匀地加热该物镜。体上均匀地加热该物镜。

【技术实现步骤摘要】
光学成像器件
[0001]相关申请部分
[0002]本申请要求于2021年11月10日提交的美国临时专利申请第63/277,992号的权益和优先权，该临时申请的内容全文以引用方式并入本文并用于所有目的，并且还要求于2021年11月23日提交的美国临时专利申请第63/282,555号的权益和优先权。


[0003]本申请涉及光学成像器件。

技术介绍

[0004]线扫描测序系统可以使用激光线照射对生物样本进行检测和测序。激光线照射可以基本上呈线的形状或是基本上线形照射。高功率激光线照射使得使用时间延迟积分(TDI)传感器的高通量扫描能够检测来自流通池的荧光发射。一种与此类光学测序系统一起使用的光学成像器件包括：光束成形组，该光束成形组具有一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件被配置和布置为形成线形照射光束；以及物镜，该物镜被配置和布置为将线形照射光束聚焦在流通池处，以引起来自该流通池的荧光发射。

技术实现思路

[0005]通过提供用于在线扫描测序系统中控制对物镜的加热以提高分辨率的设备和方法，可以克服现有技术的缺点，并且可以实现本公开中稍后描述的益处。下文描述了设备和方法的各种具体实施，并且这些设备和方法(包括和排除下文列举的附加具体实施)以任何组合(前提条件是这些组合不是不一致的)可克服这些缺点并实现本文所述的有益效果。
[0006]根据第一具体实施，设备包括或包含光束源、光束成形组和物镜。该光束源用于提供输入辐射，并且该光束成形组包括或包含一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件被定位为从该光束源接收该输入辐射并对该输入辐射执行光束成形以形成成形光束。该物镜被定位为接收该成形光束并将其转换为探测光束。该物镜进一步被配置为向该物镜的焦平面提供该探测光束以用于对样本进行光学探测。该光束成形组被配置为：随时间推移调整该成形光束的一个或多个特性，以在针对该成形光束的入射区域上大体上均匀地加热物镜。
[0007]根据第二具体实施，用于控制在物镜上进行的基于热透镜效应或吸收的加热的设备包括或包含：光束源，该光束源用于提供输入辐射；光束成形组，该光束成形组具有或包含：一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件被配置为从该光束源接收该输入辐射并进一步被配置为将该输入辐射成形为沿其长轴基本上均匀的基本上线形光束，并且其中该基本上线形光束具有或包含垂直于该长轴的短轴；和调节器，该调节器被配置为在沿该基本上线形光束的该短轴的方向上加宽第一光束；以及物镜，该物镜被配置和定位为将该成形光束转换为聚焦于该物镜的焦平面的探测光束，其中该物镜被散焦，使得该焦平面比被光学探测的样本离该物镜更远，其中该调节器被配置为加宽该第一光束以大体上均匀地照
射该物镜。
[0008]根据第三具体实施，一种设备包括或包含：光束源、多模光纤和光束成形组。该光束源被配置为提供输入辐射。该多模光纤被配置为从该光束源接收该输入辐射并从多模光纤的输出端输出辐射，该输出端在该多模光纤的输出平面处。该光束成形组具有或包含一个或多个光学元件，该一个或多个光学元件被配置为(i)从该多模光纤接收该输出辐射，(ii)投射该多模光纤的该输出平面的图像，以及(iii)在一个方向上扩展该图像。该物镜被配置为从该光束成形组接收该图像，并且进一步被配置为将该图像投射到该物镜的焦平面。
[0009]根据第四具体实施，控制对物镜的加热的方法包括或包含：通过光束源向光束成形组提供输入辐射，该光束成形组包括或包含一个或多个光学元件；通过该光束成形组执行该输入辐射的光束成形，并形成成形光束；以及通过物镜聚焦该成形光束以形成探测光束，该探测光束被聚焦在该物镜的焦平面处以用于对样本进行光学探测。该光束成形组随时间推移调整该成形光束的一个或多个特性，以大体上均匀地加热该物镜。
[0010]根据第五具体实施，控制对物镜的加热的方法包括或包含：通过光束源向光束成形组提供输入辐射，该光束成形组包括或包含一个或多个光学元件；通过该光束成形组将该输入辐射成形为沿其长轴基本上均匀的基本上线形光束，并且其中该基本上线形光束具有或包含垂直于该长轴的短轴；通过该光束成形组中的调节器，在沿该基本上线形光束的该短轴的方向上加宽该基本上线形光束，以形成成形光束；以及通过物镜将该成形光束转换为探测光束，该探测光束被聚焦于该物镜的焦平面。该物镜被散焦，使得该焦平面比被光学探测的样本离该物镜更远，并且该调节器被配置为加宽该基本上线形光束，以大体上均匀地照射该物镜。
[0011]进一步根据该第一具体实施、该第二具体实施、该第三具体实施、该第四具体实施和/或该第五具体实施，设备和/或方法还可以包括或包含以下各项中的任一项或多项：
[0012]在具体实施中，一个或多个光学元件被配置为形成第一成形光束作为基本上线形光束，并且光束成形组还包括或包含调节器，该调节器被配置为随时间推移针对该基本上线形光束改变光束偏移，使得在不同时间处使该基本上线形光束以该物镜的不同相应位置入射在该物镜上。
[0013]在另一具体实施中，调节器被配置为随时间推移改变光束偏移，使得探测光束在不同光束偏移下在物镜的焦平面处或附近是基本上不变的线形光束。
[0014]在另一具体实施中，调节器是选择性可倾斜的材料窗格、镜子、楔形件或棱镜中的至少一者。
[0015]在另一具体实施中，光束成形组进一步被配置用于调节器通过多个光束偏移来周期地循环光束偏移。
[0016]在另一具体实施中，调节器可配置为跨物镜的横轴来回移动基本上线形光束。
[0017]在另一具体实施中，调节器被配置为围绕物镜的光轴旋转基本上线形光束。
[0018]在另一具体实施中，光束偏移可以在一个或两个方向上。
[0019]在另一具体实施中，光束成形组被配置为：对输入辐射执行光束成形，以在第一时间段期间形成基本上线形光束作为成形光束；在该第一时间段期间向物镜提供该基本上线形光束；对该输入辐射执行光束成形，以在不同的第二时间段期间形成宽光束作为成形光
束；以及在该第二时间段期间向该物镜提供该宽光束，以预热该物镜。
[0020]在具体实施中，第一时间段对应于对样本的光学扫描的时间段，并且第二时间段对应于未执行对样本的光学扫描的时间段。
[0021]在具体实施中，光束源是激光器、激光二极管、二极管泵浦固态激光器或相干光源中的至少一者。
[0022]在具体实施中，一个或多个光学元件包括或包含具有或包含Powell轴的Powell棱镜，并且调节器沿非Powell轴扩展第一光束，非Powell轴垂直于Powell轴。
[0023]在另一具体实施中，调节器包括或包含柱面透镜、柱面望远镜、激发柱面望远镜、散焦透镜、棱镜阵列或漫射器中的至少一者。
[0024]在另一具体实施中，光束源是激光器、激光二极管、二极管泵浦固态激光器或相干光源中的至少一者。
[0025]在具体实施中，一个或多个光学元件包括或包含柱面微透镜阵列或衍射光学元件中的至少一者。
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学成像器件，包括：光束源，所述光束源用于提供输入辐射；光束成形组，所述光束成形组包括一个或多个光学元件，所述一个或多个光学元件被定位为从所述光束源接收所述输入辐射，并对所述输入辐射执行光束成形以形成成形光束；以及物镜，所述物镜被定位为接收所述成形光束并将所述成形光束转换为探测光束，所述物镜进一步被配置为向所述物镜的焦平面提供所述探测光束以用于对样本进行光学探测，其中所述光束成形组被配置为随时间推移调整所述成形光束的一个或多个特性，以在针对所述成形光束的入射区域上大体上均匀地加热所述物镜。2.根据权利要求1所述的光学成像器件，其中所述一个或多个光学元件被配置为在所述物镜的所述焦平面处或附近形成基本上线形光束，并且其中所述光束成形组还包括调节器，所述调节器被配置为针对所述成形光束随时间推移改变光束偏移，使得在不同时间处使所述成形光束以所述物镜的不同相应位置入射在所述物镜上。3.根据权利要求2所述的光学成像器件，其中所述调节器被配置为随时间推移改变所述光束偏移，使得所述探测光束在不同光束偏移下在所述物镜的所述焦平面处或附近是基本上不变的线形光束。4.根据权利要求2至3中任一项所述的光学成像器件，其中所述调节器是选择性可倾斜的材料窗格、镜子、楔形件或棱镜中的至少一者。5.根据权利要求2至3中任一项所述的光学成像器件，其中所述光束成形组进一步被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：达尼洛，
申请(专利权)人：伊鲁米那有限公司，
类型：新型
国别省市：