【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开宽泛但不排他地涉及受激拉曼散射层析成像系统和方法。
技术介绍
1、三维(3d)光学显微镜(例如共聚焦显微镜、多光子显微镜和谐波发生显微镜)是一种强大的成像工具，以提供有关活体组织和细胞的时空信息(例如结构和架构、代谢功能、神经元网络、细胞分裂和迁移等)的重要数据。传统的3d体积数据可以通过扫描物镜或样品台来获取一系列二维(2d)切片图像(例如光栅扫描)，经由逐点或行扫描以机械的方式在z方向上获取。传统的3d显微成像技术的主要局限性在于，通常用于点扫描的密集聚焦的高斯光束在浑浊介质(例如组织)中会因折射率不连续而产生强烈的光散射，光穿透力有限(约100-200μm)，因此无法进行深层组织的体积成像。为了减轻散射效应，在先进的3d成像技术(例如光片显微镜、双光子显微镜、光学相干显微镜)中，非衍射贝塞尔光束在其传播路径上遇到散射之后具有固有的自重建能力，可用于帮助穿透浑浊组织的深层区域，在这些区域中，衍射和散射是主要的。然而，贝塞尔光束显微镜通常提供的是样品的投影图像，其中的深度信息会丢失。
2、受激拉曼散射(srs)显微镜是一种新兴的无标记化学成像技术，其具有生物分子特异性，该生物分子特异性已在生物和生物医学系统中得到广泛应用。为了提高传统高斯光束srs 3d成像的成像深度，采用配合贝塞尔光束激发的光学投影层析技术(opt)，从一系列2d图像中检索多投影角度的3d srs图像，但是基于opt的srs 3d成像仍然需要机械旋转样品台或入射光束，其不适合快速的体内生物/生物医学应用。
3、因此，需要提供一种
技术实现思路
1、根据第一方面，提供了一种受激拉曼散射层析成像系统，该系统包括：用于生成第一输入光束的装置，其中所述第一输入光束是相位调制的；用于生成第二输入光束的装置，其中所述第二输入光束是振幅调制的；物镜，该物镜被配置为将所述第一输入光束和所述第二输入光束引导到样品上；聚光器，该聚光器被配置为从所述样品收集输出光束；检测器，该检测器被配置为检测所述输出光束的与所述第一输入光束相对应的至少一部分；以及用于从所述输出光束的所检测到的部分形成所述样品的深度分辨图像的装置。
2、根据第二方面，提供了一种受激拉曼散射层析成像方法，该方法包括：生成第一输入光束，其中所述第一输入光束是相位调制的；生成第二输入光束，其中所述第二输入光束是振幅调制的；将所述第一输入光束和所述第二输入光束引导到样品上；从所述样品收集输出光束；检测所述输出光束的与所述第一输入光束相对应的至少一部分；以及从所述输出光束的所检测到的部分形成所述样品的深度分辨图像。
3、还公开了一种三维体积成像方法，该方法包括第二方面的方法。
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1.一种受激拉曼散射层析成像系统，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，用于生成所述第一输入光束的所述装置包括激光光源的第一输出，并且其中用于生成所述第二输入光束的所述装置包括所述激光光源的第二输出。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述激光光源包括宽带飞秒激光光源。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一输入光束包括泵浦光束，并且所述第二输入光束包括斯托克斯光束。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，用于生成所述第一输入光束的所述装置还包括空间光调制器，所述空间光调制器用于基于预定模式对所述泵浦光束进行相位调制。
6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，用于生成所述第二输入光束的所述装置还包括电光调制器，所述电光调制器用于以预定频率对所述斯托克斯光束进行振幅调制。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其中，所述泵浦光束和所述斯托克斯光束包括共线贝塞尔光束。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述物镜包括水浸显微镜物镜。
9.根据前述权
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述检测器包括光电二极管。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，用于形成所述样品的深度分辨图像的所述装置包括锁相放大器，所述锁相放大器用于解调来自所述样品的所述输出光束的所检测到的部分。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述锁相放大器被配置为基于逆快速傅里叶变换解调所述输出光束的所检测到的部分。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述输出光束包括来自所述样品的反射光束。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述输出光束包括来自所述样品的透射光束。
15.一种受激拉曼散射层析成像方法，该方法包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一输入光束包括泵浦光束，并且所述第二输入光束包括斯托克斯光束。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述泵浦光束使用空间光调制器基于预定模式进行相位调制。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述斯托克斯光束使用电光调制器按预定频率进行振幅调制。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中，生成所述泵浦光束和所述斯托克斯光束包括形成共线贝塞尔光束。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中，形成所述样品的深度分辨图像包括使用锁相放大器解调来自所述样品的所述输出光束的所检测到的部分。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，解调所述输出光束的所检测到的部分包括应用逆快速傅里叶变换。
22.一种三维体积成像方法，该方法包括根据权利要求15至21中任一项所述的方法。
23.根据权利要求22所述的三维体积成像方法，其中，所述样品包括化学样品或生物样品。
24.根据权利要求22或23所述的三维体积成像方法，其中，所述样品是无标记的。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的三维体积成像方法，其中，将所述第一输入光束和所述第二输入光束引导到所述样品上包括引导所述第一输入光束和所述第二输入光束而不扫描所述第一输入光束或所述第二输入光束在所述样品的深度上的焦点。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种受激拉曼散射层析成像系统，该系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，用于生成所述第一输入光束的所述装置包括激光光源的第一输出，并且其中用于生成所述第二输入光束的所述装置包括所述激光光源的第二输出。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述激光光源包括宽带飞秒激光光源。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一输入光束包括泵浦光束，并且所述第二输入光束包括斯托克斯光束。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，用于生成所述第一输入光束的所述装置还包括空间光调制器，所述空间光调制器用于基于预定模式对所述泵浦光束进行相位调制。
6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，用于生成所述第二输入光束的所述装置还包括电光调制器，所述电光调制器用于以预定频率对所述斯托克斯光束进行振幅调制。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其中，所述泵浦光束和所述斯托克斯光束包括共线贝塞尔光束。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述物镜包括水浸显微镜物镜。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，该系统还包括位于所述聚光器之后的带通滤波器组，所述带通滤波器组被配置为光谱地隔离所述输出光束的与所述第一输入光束相对应的所述部分。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述检测器包括光电二极管。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，用于形成所述样品的深度分辨图像的所述装置包括锁相放大器，所述锁相放大器用于解调来自所述样品的所述输出光束的所检测到的部分。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述锁相放大器被配置为基于逆快速傅里叶变换解调所述输出光束的所检测到的...
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