【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双光子显微成像，尤其涉及一种拓展景深的双光子活体成像系统。
技术介绍
1、双光子显微镜是一种基于双光子激发荧光效应的非线性光学成像技术。传统的双光子显微镜主要利用高斯光束激发，在进行体积成像的过程中需要z轴方向的层析扫描，需要降低体积帧率。对于脑神经等稀疏组织的成像而言，这种速率是不够的。因此，本申请提出了一种拓展景深的双光子活体成像系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种拓展景深的双光子活体成像系统，以解决目前的双光子显微镜体积速率低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种拓展景深的双光子活体成像系统，所述成像系统包括：
4、激光模块，用于产生飞秒级激光；
5、光学调制模块，用于将飞秒级激光调制成长度超过200μm的超长针状光束；
6、扫描模块，用于将超长针状光束聚焦至样品以实现样品的二维扫描；
7、信号采集模块，用于采集样品激发的荧光信号并将其转化为电信号，并生成样品的图像；
8、控制模块，用于控制扫描模块工作以控制针状光束的扫描路径。
9、进一步的，所述激光模块包括：
10、飞秒激光器，用于产生飞秒脉冲激光；
11、第一透镜以及第二透镜，用于对飞秒激光脉冲整形使其形成平行的激光束；
12、半波片，用于改变飞秒脉冲激光的线偏振角度。
13、偏振分束器，用于改变飞秒激光脉冲的偏振态，
14、进一步的，所述扫描模块包括：
15、共振-检流计式扫描振镜，共振-检流计式扫描振用于改变飞秒脉冲激光的扫描路径以实现样品的快速二维扫描；
16、扫描透镜以及套筒透镜，扫描透镜与套筒透镜用于在样品平面产生视场内恒定的光斑尺寸，同时矫正像差；
17、显微物镜，用于激发光束聚焦；飞秒脉冲激光依次经过共振-检流计式扫描振镜、扫描透镜、套筒透镜及显微物镜，实现样品的二维扫描激发。
18、进一步的，所述套筒透镜与所述显微物镜之间设置有包含至两个反射面的反射镜组，所述反射镜组将套筒透镜出射的飞秒脉冲激光反射至光学调制模块，所述光学调制模块将调制后的激光回射至反射镜组并由反射镜的另一个反射面反射至显微物镜，所述光学调制模块为空间光相位调制器。
19、进一步的，显微物镜的相位和飞秒激光脉冲的关系满足如公式(1)所示的条件：
20、
21、pob为显微物镜的相位，λ是飞秒脉冲激光的波长，f是显微物镜的焦距，(x,y)平面坐标，n是成像样品的折射率，通过光学调制模块改变飞秒激光脉冲的相位，即可实现针状光束焦点的轴向移动。
22、进一步的，超长针状光束的长度可通过增加或减少轴向焦点数量自由调节，所需调控相位编码如公式(2)和公式(3)所示：
23、
24、f′(x,y)＝f0+[p(x,y)-1]δf； 公式(3)
25、其中，m是超长针状光束的轴向焦点总数，f′是超长针状光束对应的距离物镜出瞳口的离散焦距值，其中，f′＝f0,f0+δf,f0+2δf,…,f0+mδf，f0是显微物镜未经过相位调制的有效焦距，δf是超长针状光束两个相邻焦点之间的间隔长度；系数πa·p(x,y)用于调节光束直径，p(x,y)是一个n×n的像素矩阵，pdom(x,y)∈[0,2π)。
26、进一步的，超长针状光束的总长度为mδf，两个相邻焦点之间的间隔长度δf不超过一个瑞利长度rl：
27、
28、其中，r是入射光高斯半径。
29、进一步的，所述信号采集模块包括二分镜、滤光片、聚焦透镜和光电倍增管，所述二分镜用于分离激光和样品激发的荧光，由反射镜组反射的激光穿过二分镜并入射至显微物镜，样品激发的荧光由二分镜分离并反射至滤光片，所述滤光片和聚焦透镜对反射的荧光信号进行滤波、聚焦，再由光电倍增管将感光面接收，光电倍增管接收的荧光信号转化为计算机可识别的电信号。
30、综上所述，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
31、本专利技术实施例公开的拓展景深的双光子活体成像系统能实现活体实时三维成像和脑神经系统的调控与信息处理、脑血容量和血流、血氧水平依赖性信号的多参量定量表征分析，解决了传统双光子显微成像系统获取体积信息耗时较长的问题，满足生命科学领域对于研究动态生物过程和快速高质量成像的需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：
2.根据权利要求1所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述激光模块包括：
3.根据权利要求1所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述扫描模块包括：
4.根据权利要求3所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述套筒透镜与所述显微物镜之间设置有包含至少两个反射面的反射镜组，所述反射镜组将套筒透镜出射的飞秒脉冲激光反射至光学调制模块，所述光学调制模块将调制后的激光回射至反射镜组并由反射镜组的另一个反射面反射至显微物镜，所述光学调制模块为空间光相位调制器。
5.根据权利要求4所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，显微物镜的相位和飞秒激光脉冲的关系满足如公式(1)所示的条件：
6.根据权利要求5所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，超长针状光束的长度可通过增加或减少轴向焦点数量自由调节，所需调控相位编码如公式(2)和公式(3)所示：
7.根据权利要求6所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于
8.根据权利要求3所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述信号采集模块包括二分镜、滤光片、聚焦透镜和光电倍增管，所述二分镜用于分离激光和样品激发的荧光，由反射镜组出射的激光穿过二分镜并入射至显微物镜，样品激发的荧光由二分镜分离并反射至滤光片，所述滤光片和聚焦透镜对反射的荧光信号进行滤波、聚焦，再由光电倍增管将感光面接收，光电倍增管接收的荧光信号转化为计算机可识别的电信号。
...【技术特征摘要】
1.一种拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：
2.根据权利要求1所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述激光模块包括：
3.根据权利要求1所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述扫描模块包括：
4.根据权利要求3所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，所述套筒透镜与所述显微物镜之间设置有包含至少两个反射面的反射镜组，所述反射镜组将套筒透镜出射的飞秒脉冲激光反射至光学调制模块，所述光学调制模块将调制后的激光回射至反射镜组并由反射镜组的另一个反射面反射至显微物镜，所述光学调制模块为空间光相位调制器。
5.根据权利要求4所述的拓展景深的双光子活体成像系统，其特征在于，显微物镜的相位和飞秒激光脉冲的关系满足如公式(1)所示的条件：
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。