【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一项名为“近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜及近贴选通成像法”的技术方案，属于显微内窥。
技术介绍
1、共聚焦显微内窥镜介于光学显微镜与电子显微镜之间，单束激发光被以机械方式转换为二维扫描光，经物镜聚焦后由光纤导入待测部位，实现内窥检测，经物镜聚焦后的激发光的焦平面位于待测部位的被检测面，该被检测面在激发光的激发下，发出荧光发射光，该发射光经原光路传播，在发射光的焦平面处设有针孔阵列，由该真空阵列滤除杂散荧光，并且，与物镜配合，在发射光传播方向上调整针孔阵列的位置，能够对待测部位不同深度进行检测，最后，透过针孔阵列的发射光照射到光电探测器的感光面上，获得荧光图像，再进行后续计算机图像处理，得到清晰的显微图像。
2、例如，授权公告号为cn109459848b的一件中国专利给出了一项称为“探头式共聚焦显微内窥镜、其对焦装置及方法”的技术方案，在该技术方案中，二维扫描机构(二维振镜)独立于远端探头之外，在传像光纤束的近端进行二维扫描，在传像光纤束远端配微型探头。探头式共聚焦显微内窥镜还有一种由传像光纤束远端直接接触式的成像模式，在该成像模式中，传像光纤束远端端面相当于探头，因此不具有专门的成像镜头，焦面位于传像光纤束远端端面，成像时传像光纤束远端与被测面直接接触。
3、然而，所述现有技术存在诸多不足，首先，单束激发光被以机械方式转换为二维扫描光，成像帧频较低，患者身体难以避免的的晃动，会导致待测部位被检测面成像清晰度下降；其次，一方面因单束激发光光源远离传像光纤束的近端，也就是激发光的入射端，另一
技术实现思路
1、为了提高共聚焦显微内窥镜的成像清晰度和保真度，同时，提高共聚焦显微内窥镜的结构的紧凑度，减小其整体体积，本专利技术给出了一项名为“近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜及近贴选通成像法”的技术方案。
2、在本专利技术之近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜中，如图1所示，激发光源1、激发光准直镜2、透射反射镜3、光电阴极板4、近贴发光组件5、光纤光锥6、传像光纤束7的耦合端依次同轴排列，传像光纤束7的另一端面为检测端；在近贴发光组件5中，钙钛矿量子点层51位于双透型板52与透明选通薄膜阳极53之间，如图2所示；透明选通薄膜阳极53与光纤光锥6的耦合底面贴合，光纤光锥6的耦合顶面与传像光纤束7的耦合端相抵；透明选通薄膜阳极53包括两个彼此绝缘的电极组，如图3、图4所示，在每个电极组中，若干根条状电极531分别与主通电极532连接，主通电极532接正电，两个电极组中的条状电极531彼此相间分布；光电阴极板4、透明选通薄膜阳极53分别与选通控制器连接，如图1所示，在光电阴极板4、透明选通薄膜阳极53之间建立一个电场，选通控制器控制透明选通薄膜阳极53中的两个电极组交替上电，如图3、图4所示；在透射反射镜3的反射光路上依次排列成像透镜8、微孔阵列9、光电探测器10，如图1所示，光电探测器10的感光面位于成像透镜8的像方焦面处，微孔阵列9位于光电探测器10的感光面前，光电探测器10与图像处理器相连。
3、本专利技术之近贴选通成像法其特征在于，采用近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜实现显微内窥成像，如图1、图2所示，激发光源1发出激发光，该激发光经激发光准直镜2准直后，再经透射反射镜3透射并照射到光电阴极板4上，光电阴极板4产生的光电子在光电阴极板4与透明选通薄膜阳极53之间的电场加速下穿过双透型板52入射钙钛矿量子点层51，其间，选通控制器控制透明选通薄膜阳极53中的两个电极组交替上电；钙钛矿量子点层51在所述光电子的激发下，产生二次激发光；该二次激发光入射光纤光锥6的耦合底面，经光纤光锥6汇聚到光纤光锥6的耦合顶面，并经传像光纤束7的耦合端耦合进入传像光纤束7中，最后从传像光纤束7的检测端出射，照射到待测部位；先行涂布在待测部位的荧光物质在所述二次激发光的激发下发出成像荧光；该成像荧光依次穿过传像光纤束7、光纤光锥6、近贴发光组件5、光电阴极板4后，被透射反射镜3反射，再由成像透镜8聚焦后透过微孔阵列9，最后照射到光电探测器10的感光面上；光电探测器10产生的光电图像信号被传输给图像处理器，由图像处理器生成待测部位的显微图像。
4、本专利技术其技术效果在于，在本专利技术中，虽然激发光源1发出激发光为点光源，但是，该激发光先由激发光准直镜2准直，作为一束平行光照射到光电阴极板4上，由光电阴极板4发出一束平行光电子束，由高压电场加速，另外，透明选通薄膜阳极53是一种图案电极，能够提高电子束轰击密度，形成面轰击，无数个焦点因回波干涉，导致无焦点，受到均匀轰击的钙钛矿量子点层51均匀连续发出高质量的二次激发光，由于钙钛矿量子点层51以近贴方式与光纤光锥6形成耦合关系，钙钛矿量子点层51呈面发光方式，二次激发光的发光面与焦面共面，在二次激发光由传像光纤束7传导照射到待测部位的过程中，所述焦面落到该待测部位，二次激发光对待测部位进行持续、均匀照明，与现有技术相比，本专利技术如此之多的本质不同，使得获得的显微图像清晰度和保真度均得到大幅提高，同时，本专利技术舍弃机械扫描方式，采用面光源并与光耦合元件呈近贴位置关系，使得本专利技术之显微内窥镜结构紧凑，整体体积得到减小。
5、选通控制器控制透明选通薄膜阳极53中的两个电极组交替上电，避免量子点发光后，相邻量子点各自的衍射斑的衍射范围之间出现重叠而最终导致成像荧光信噪比下降。
6、本专利技术的一个附带技术效果是，由于钙钛矿量子点层51以近贴方式与光纤光锥6形成耦合关系，提高了激发光的偶和效率；在这种耦合关系中，不存在数值孔径匹配误差，耦合均匀度得到提高；在不提高激发光源1功率的前提下，能获得足够亮度和均匀度的二次激发光。
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1.近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，激发光源(1)、激发光准直镜(2)、透射反射镜(3)、光电阴极板(4)、近贴发光组件(5)、光纤光锥(6)、传像光纤束(7)的耦合端依次同轴排列，传像光纤束(7)的另一端面为检测端；在近贴发光组件(5)中，钙钛矿量子点层(51)位于双透型板(52)与透明选通薄膜阳极(53)之间；透明选通薄膜阳极(53)与光纤光锥(6)的耦合底面贴合，光纤光锥(6)的耦合顶面与传像光纤束(7)的耦合端相抵；透明选通薄膜阳极(53)包括两个彼此绝缘的电极组，在每个电极组中，若干根条状电极(531)分别与主通电极(532)连接，主通电极(532)接正电，两个电极组中的条状电极(531)彼此相间分布；光电阴极板(4)、透明选通薄膜阳极(53)分别与选通控制器连接，在光电阴极板(4)、透明选通薄膜阳极(53)之间建立一个电场，选通控制器控制透明选通薄膜阳极(53)中的两个电极组交替上电；在透射反射镜(3)的反射光路上依次排列成像透镜(8)、微孔阵列(9)、光电探测器(10)，光电探测器(10)的感光面位于成像透镜(8)的像方焦面处，微孔阵列(9)位于光电
2.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，激发光源(1)发出的激发光为短波激光。
3.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，在钙钛矿量子点层(51)中掺入贵金属纳米晶。
4.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，在钙钛矿量子点层(51)与透明选通薄膜阳极(53)之间增设纳米线晶种层(54)。
5.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，双透型板(52)材质为石英玻璃，密布通孔，通孔直径为1～10μm，双透型板(52)的厚度为50±5μm，双透型板(52)既能够透射光电子束，也能够透过成像荧光。
6.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，透明选通薄膜阳极(53)中的电极组有两种具体图形方案，一是条状电极呈直条形，主通电极呈半圆环形；二是条状电极呈非封闭圆环形，主通电极呈直条形；透明选通薄膜阳极(53)中的两个电极组交替上电，实现选通，选通周期0.5～5.0mS。
7.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，透明选通薄膜阳极(53)的材质为铟锡氧化物半导体，厚度为30～50nm。
8.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，光纤光锥(6)由3～6万根光纤组成。
9.近贴选通成像法，其特征在于，采用近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜实现显微内窥成像，激发光源(1)发出激发光，该激发光经激发光准直镜(2)准直后，再经透射反射镜(3)透射并照射到光电阴极板(4)上，光电阴极板(4)产生的光电子在光电阴极板(4)与透明选通薄膜阳极(53)之间的电场加速下穿过双透型板(52)入射钙钛矿量子点层(51)，其间，选通控制器控制透明选通薄膜阳极(53)中的两个电极组交替上电；钙钛矿量子点层(51)在所述光电子的激发下，产生二次激发光；该二次激发光入射光纤光锥(6)的耦合底面，经光纤光锥(6)汇聚到光纤光锥(6)的耦合顶面，并经传像光纤束(7)的耦合端耦合进入传像光纤束(7)中，最后从传像光纤束(7)的检测端出射，照射到待测部位；先行涂布在待测部位的荧光物质在所述二次激发光的激发下发出成像荧光；该成像荧光依次穿过传像光纤束(7)、光纤光锥(6)、近贴发光组件(5)、光电阴极板(4)后，被透射反射镜(3)反射，再由成像透镜(8)聚焦后透过微孔阵列(9)，最后照射到光电探测器(10)的感光面上；光电探测器(10)产生的光电图像信号被传输给图像处理器，由图像处理器生成待测部位的显微图像。
...【技术特征摘要】
1.近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，激发光源(1)、激发光准直镜(2)、透射反射镜(3)、光电阴极板(4)、近贴发光组件(5)、光纤光锥(6)、传像光纤束(7)的耦合端依次同轴排列，传像光纤束(7)的另一端面为检测端；在近贴发光组件(5)中，钙钛矿量子点层(51)位于双透型板(52)与透明选通薄膜阳极(53)之间；透明选通薄膜阳极(53)与光纤光锥(6)的耦合底面贴合，光纤光锥(6)的耦合顶面与传像光纤束(7)的耦合端相抵；透明选通薄膜阳极(53)包括两个彼此绝缘的电极组，在每个电极组中，若干根条状电极(531)分别与主通电极(532)连接，主通电极(532)接正电，两个电极组中的条状电极(531)彼此相间分布；光电阴极板(4)、透明选通薄膜阳极(53)分别与选通控制器连接，在光电阴极板(4)、透明选通薄膜阳极(53)之间建立一个电场，选通控制器控制透明选通薄膜阳极(53)中的两个电极组交替上电；在透射反射镜(3)的反射光路上依次排列成像透镜(8)、微孔阵列(9)、光电探测器(10)，光电探测器(10)的感光面位于成像透镜(8)的像方焦面处，微孔阵列(9)位于光电探测器(10)的感光面前，光电探测器(10)与图像处理器相连。
2.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，激发光源(1)发出的激发光为短波激光。
3.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，在钙钛矿量子点层(51)中掺入贵金属纳米晶。
4.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，在钙钛矿量子点层(51)与透明选通薄膜阳极(53)之间增设纳米线晶种层(54)。
5.根据权利要求1所述的近贴钙钛矿量子点层共聚焦显微内窥镜，其特征在于，双透型板(52)材质为石英玻璃，密布通孔，通孔直径为1～10μm，双透型板(52)的厚度为50±5μm，双透型板(...
【专利技术属性】
技术研发人员：王贺，母一宁，汪智，王雪怡，刘春阳，宋德，陈卫军，李野，任航，
申请(专利权)人：吉林交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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