【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于显微成像，具体涉及一种去串扰的双通道激光共聚焦显微系统。
技术介绍
1、荧光显微技术具有对生物样品损伤小、可特异性成像等优点，在生物医学、材料化学、地质学等领域有着广泛的应用。然而，普通宽场荧光显微镜采用平行光照明样品，使得整个荧光样品被激发，这种方式一方面导致系统丧失纵向分辨能力，另一方面导致样品内更多的荧光分子被漂白。针对普通宽场荧光显微的缺点，目前发展的三维层析光学显微成像技术主要包括光片荧光显微技术、结构光照明显微技术和激光扫描共聚焦显微技术。
2、光片荧光显微技术是一种可对样品进行快速三维层析的显微成像技术，其采用与成像方向垂直的薄片状光束(以下简称“光片”)照明样品，只有焦平面对应薄层的样品被激发而发射荧光，其他离焦区域不受影响，可有效避免产生离焦噪声。
3、结构光照明显微技术是另一种常用的三维层析显微成像技术，该技术采用正弦条纹光场照明样品，通过条纹相移的方式，可以消除相移期间保持不变的离焦分量，从而只留下焦平面部分的光片。
4、激光扫描共聚焦显微技术采用聚焦的光斑对样品进行逐点扫描成像，通过引入一个针孔(或采用单模光纤代替)滤除离焦的背景噪声，获得清晰的三维层析图像。和普通宽场荧光显微技术相比，激光扫描共聚焦显微镜有效地提高了图像信噪比和轴向分辨率。传统多色激光扫描共聚焦显微系统用不同的荧光染料或荧光蛋白标记生物样品中的不同组分，同时用不同波长的激光激发样品实现多色共聚焦扫描成像。然而，当直接使用不同波长的激光同时激发样品时，会引起不同颜色之间的串扰问题。这是因为
技术实现思路
1、为了解决现有双通道共聚焦显微系统中存在的颜色串扰问题，本专利技术提供了一种去串扰的双通道激光共聚焦显微系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，包括照明模块、扫描成像模块、采集模块和控制重构模块，其中，
3、所述照明模块、扫描成像模块和采集模块顺次耦合连接构成光学系统整体；
4、所述照明模块用于在所述控制重构模块的控制下出射脉冲交错激发的双波长平行激光束；
5、所述扫描成像模块用于使所述双波长平行激光束能够在两个正交方向上运动，并将激光束会聚于待测样品上进行逐点扫描，激发并收集不同波段的荧光信号；
6、所述采集模块用于将所述待测样品不同波段的荧光信号分离至不同采集通道中，分别在所述不同采集通道中滤除非待测样品激发产生的光子信号，并将滤除后的荧光信号转换为电信号；
7、所述控制重构模块用于产生能够被所述照明模块识别的数字编码信号以控制所述照明模块的脉冲交错激发，同时用于调控所述扫描成像模块(102)中的扫描范围和扫描速度，还用于对所述采集模块中的不同采集通道中的荧光信号进行解耦合和重构，获得不同波长去串扰的共聚焦图像。
8、在本专利技术的一个实施例中，所述控制重构模块包括上位机、数据采集卡、延时信号发生器和时间相关单光子计数器，其中，
9、所述上位机用于生成含有延时信息的数字信号并传送至所述数据采集卡；
10、所述数据采集卡用于将所述含有延时信息的数字信号分发至所述延时信号发生器；
11、所述延时信号发生器用于利用所述含有延时信息的数字信号产生延迟信号并传输至所述照明模块；
12、所述时间相关单光子计数器用于对所述采集模块收集到的待测样品的荧光信号以光子的形式进行光子数和时间的记录，并且还用于记录每个光子与其对应的激发光脉冲之间的时间差；
13、所述上位机还用于对所有光子-激发光脉冲间的时间差进行统计，能够得到由于辐射跃迁产生的荧光光子所构成的荧光寿命曲线，在时间序列上将不同波长的荧光寿命曲线进行分离，重构出不同波长去串扰的共聚焦图像。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述照明模块包括沿光束传播方向依次设置的激光器模组、第一单模光纤、准直透镜、第一反射镜、第一二向色镜，其中，
15、所述激光器模组连接所述延时信号发生器，用于在所述延时信号发生器的控制下出射在时序上的激光脉冲相互交错的双波长激光束；
16、所述第一单模光纤用于对所述双波长激光束进行耦合；
17、所述准直透镜将从所述第一单模光纤中出射的激光束准直为平行激光束；
18、所述第一反射镜和所述第一二向色镜用于对所述平行激光束进行反射后传输至所述扫描成像模块。
19、在本专利技术的一个实施例中，所述扫描成像模块包括沿光束传输方向依次设置的扫描振镜、扫描透镜、准直透镜、第二反射镜和成像物镜，其中，
20、所述扫描振镜连接所述数据采集卡以接收来自所述数据采集卡的模拟电压信号，所述扫描振镜中包括平行设置的两个子反射镜，所述两个子反射镜能够在所述模拟电压信号的作用下旋转，来自所述照明模块的平行激光束在所述两个子反射镜的旋转作用下能够在两个正交方向上运动；
21、所述扫描透镜和所述准直透镜构成望远镜系统，对来自所述扫描振镜的平行激光束进行扩束；
22、所述第二反射镜将所述准直透镜出射的激光束反射至所述成像物镜，经所述成像物镜会聚的激光束能够对所述待测样品进行逐点扫描，激发所述待测样品的荧光信号后被所述成像物镜收集；
23、所述扫描振镜与所述成像物镜的入瞳位置在所述望远镜系统中满足空间共轭关系。
24、在本专利技术的一个实施例中，所述双波长激光束中两种激光束的波长均包含在所述第一二向色镜的反射带通波长范围之内，使得所述双波长激光束能够在所述第一二向色镜表面进行反射；
25、从所述扫描成像模块返回的待测样品的荧光波长不包含在所述第一二向色镜的反射带通波长范围之内，使得所述待测样品的荧光波长能够从所述第一二向色镜表面透射至所述采集模块。
26、在本专利技术的一个实施例中，所述采集模块包括第二二向色镜、红色采集通道和绿色采集通道，其中，
27、所述第二二向色镜设置在所述第一二向色镜与所述扫描振镜相反的另一侧，接收所述成像物镜收集的所述待测样品的荧光信号，并将所述荧光信号分离为第一波长荧光信号和第二波长荧光信号；
28、所述红色采集通道设置在所述第二二向色镜的透射方向，用于接收所述第一波长荧光信号，并将所述第一波长荧光信号转换为第一电信号；
29、所述绿色采集通道设置在所述第二二向色镜的反射方向，用于接收所述第二波长荧光信号，并将所述第二波长荧光信号转换为第二电信号；
30、所述第一波长荧光信号的荧光波长大于所述第二波长荧光信号的荧光波长。
31、在本专利技术的一个实施例中，所述红色采集通道包括沿所述第二二向色镜的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，包括照明模块(101)、扫描成像模块(102)、采集模块(103)和控制重构模块(104)，其中，
2.根据权利要求1所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述控制重构模块(104)包括上位机(1)、数据采集卡(2)、延时信号发生器(3)和时间相关单光子计数器(29)，其中，
3.根据权利要求2所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述照明模块(101)包括沿光束传播方向依次设置的激光器模组(4)、第一单模光纤(5)、准直透镜(6)、第一反射镜(7)、第一二向色镜(8)，其中，
4.根据权利要求3所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述扫描成像模块(102)包括沿光束传输方向依次设置的扫描振镜(9)、扫描透镜(10)、准直透镜(11)、第二反射镜(12)和成像物镜(13)，其中，
5.根据权利要求4所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述双波长激光束中两种激光束的波长均包含在所述第一二向色镜(8)的反射带通波长范围之内，
6.根据权利要求4所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述采集模块(103)包括第二二向色镜(15)、红色采集通道和绿色采集通道，其中，
7.根据权利要求6所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述红色采集通道包括沿所述第二二向色镜(15)的透射方向依次设置的第三反射镜(16)、第四反射镜(17)、第一可调节滤光片(18)、第一会聚透镜(19)、第二单模光纤(20)和第一探测器(21)，其中，
8.根据权利要求6所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述绿色采集通道包括沿所述第二二向色镜(15)的反射方向依次设置的第五反射镜(22)、第六反射镜(23)、第七反射镜(24)、第二可调节滤光片(25)和第二会聚透镜(26)、第三单模光纤(27)和第二探测器(28)，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，包括照明模块(101)、扫描成像模块(102)、采集模块(103)和控制重构模块(104)，其中，
2.根据权利要求1所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述控制重构模块(104)包括上位机(1)、数据采集卡(2)、延时信号发生器(3)和时间相关单光子计数器(29)，其中，
3.根据权利要求2所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述照明模块(101)包括沿光束传播方向依次设置的激光器模组(4)、第一单模光纤(5)、准直透镜(6)、第一反射镜(7)、第一二向色镜(8)，其中，
4.根据权利要求3所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所述扫描成像模块(102)包括沿光束传输方向依次设置的扫描振镜(9)、扫描透镜(10)、准直透镜(11)、第二反射镜(12)和成像物镜(13)，其中，
5.根据权利要求4所述的去串扰的双通道激光共聚焦显微系统，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郜鹏，索虹飞，黄韶辉，于岚，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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