[實用新型]一種基于光纖束的散斑類共聚焦系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720084173.1
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN201088575Y
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 駱清銘;曾紹群;張智濤;吳萍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B1/00;G01N21/64;G01N21/84
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本實用新型屬于激光成像技術領域，具體涉及一種基于光纖束的散斑類共聚焦系統(tǒng)(FBSQCS)，具有層析能力強及帶內窺裝置等優(yōu)點。它適用于醫(yī)學臨床診斷，工業(yè)檢查等多種領域。

背景技術

從20世紀60年代開始，激光應用的早期，激光散斑現象被認為是對光學系統(tǒng)的一種干擾，它嚴重影響了成像的分辨能力。科學家們嘗試使用多種方法來減弱散斑現象。然而沒過多久，科學家們就開始研究散斑的特有性質，同時發(fā)展激光散斑技術的實踐應用。激光散斑在信息處理、天文物理、工業(yè)測量和生命科學等領域都有廣泛的應用。

目前關于散斑的應用已經有較多的文章和專利。Cathie?Ventalon和Jerome?Mertz在“Quasi-confocal?fluorescence?sectioning?with?dynamic?speckleillumination”(Optics?Letters/Vol.30，No.24/December?15，2005)中將散斑與共聚焦顯微成像原理結合，組成散斑類共聚焦系統(tǒng)。如圖1所示，為散斑類共聚焦顯微鏡(Speckle?Quasi-Confocal?Microscope，SQCM)成像原理圖。散斑類共聚焦顯微鏡利用隨機變動的散斑場照明樣品激發(fā)熒光，利用熒光信號的波動記錄樣品信息。由于物鏡焦平面附近散斑信號的波動程度不相同，可以利用這個原理濾除焦面以外的熒光信號從而達到層析成像的目的。激光器1發(fā)出的激光照射到可旋轉的散射屏2，在屏上形成一個激光斑點，該斑點被第一透鏡3和第二透鏡4成像于物鏡5的后焦面，通過物鏡5后平行出射，在樣品6表面形成動態(tài)散斑場。樣品發(fā)出的熒光由物鏡5收集后通過二色鏡7，然后由第三透鏡8會聚于CCD靶面9成像。其中，第一透鏡3和第二透鏡4共焦，散射屏2與樣品6關于物鏡5形成共聚焦結構。

理論分析得出，假設在一個強散斑場中，照明和探測中都使用高斯-洛倫茲近似，得到SQCM的軸向分辨率符合一個簡單的表達式：

RMS=⟨IS⟩CA3+2(z/zr)2]]>

其中A為常數，C為熒光團濃度，<I_S>為樣品中的平均散斑強度，z_r為聚焦激光束的瑞利長度。z比z_r大時軸向分辨率RMS的變化正比于1/z。在共聚焦顯微鏡中RMS的變化正比于1/z²，因此SQCM能提供類似共聚焦的層析效果。

如圖2所示，為SQCM與共聚焦顯微鏡系統(tǒng)的層析能力對比，曲線1指用熒光樣品時得到的散斑類共聚焦分辨率曲線；曲線2指不用散射屏2但使用小孔得到的分辨率曲線。用同一套系統(tǒng)在不同成像情況下得到的SQCM系統(tǒng)的分辨率為8μm，略大于共聚焦分辨率4μm，證明了SQCM系統(tǒng)具有類似于共聚焦成像的性質，分辨率高，層析能力好。

但是，這套已有的散斑類共聚焦系統(tǒng)有其一定的局限性，在醫(yī)學應用領域不夠靈活，尤其是在耳鼻喉及體內檢查時受到很大局限，它不能深入到體內進行檢查。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是提供一種基于光纖束的散斑類共聚焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現高分辨率的非掃描成像，光纖束能夠深入體內進行檢測。

本實用新型提供的基于光纖束的散斑類共聚焦系統(tǒng)，包括激光器、可旋轉的散射屏、第一至第三透鏡、物鏡、二色鏡和CCD靶面，其中，第一透鏡和第二透鏡共焦，散射屏與樣品關于物鏡形成共聚焦結構，第二透鏡和第三透鏡關于二色鏡共軛；其特征在于：

該系統(tǒng)還包括內窺裝置，內窺裝置由光纖束和位于其二端的第四、第五透鏡構成，光纖束的一個端面位于第四透鏡的前焦面上，光纖束的另一個端面位于第五透鏡的后焦面上；第五透鏡和物鏡組成望遠鏡結構；