[發(fā)明專利]近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210195846.6
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102706846A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;王懋;吳東岷;翟曉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，包括采用共聚焦結(jié)構(gòu)的掃描光路單元和控制單元，其特征在于，所述掃描光路單元包括近紅外激光光源、準(zhǔn)直擴(kuò)束模塊、激光濾光片、二向色反射鏡、掃描振鏡、f-theta透鏡、第一鏡筒透鏡、第一成像物鏡、熒光濾光片、第二會聚透鏡、第二針孔和探測器；

激光光源發(fā)出的近紅外光經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束模塊形成設(shè)定光斑大小的平行光透射至激光濾光片，再依次經(jīng)二向色反射鏡、掃描振鏡入射到f-theta透鏡上，并會聚到第一像面位置，而后經(jīng)第一鏡筒透鏡準(zhǔn)直形成平行光入射到成像物鏡上，并聚焦在放置于樣品臺上的樣品上，所述第一像面位置與第一鏡筒透鏡的焦點(diǎn)位置以及樣品經(jīng)成像物鏡和第一鏡筒透鏡的第一次成像位置重合，樣品被激發(fā)后發(fā)出的長波熒光經(jīng)過成像物鏡變成平行光，再經(jīng)第一鏡筒透鏡會聚于第一成像面位置，然后經(jīng)過f-theta透鏡變成平行光入射到掃描振鏡上，并經(jīng)掃描振鏡反射至二向色反射鏡，其后依次透過熒光濾光片和第二會聚物鏡聚焦于第二針孔上，所述第二針孔大小為第二會聚透鏡的艾里斑大小，探測器緊靠第二針孔放置；

所述控制單元包括用于控制掃描振鏡的運(yùn)動控制模塊，用于采集探測器輸出信號的數(shù)據(jù)采集模塊以及與運(yùn)動控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊連接的數(shù)據(jù)處理模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，它還包括柯勒照明單元，所述柯勒照明單元包括白光光源、一個(gè)以上透鏡、第二鏡筒透鏡和光電傳感模塊，白光光源發(fā)出的光經(jīng)該一個(gè)以上透鏡照射在樣品上形成均勻照明，而經(jīng)樣品反射的光依次經(jīng)過成像物鏡和第二鏡筒透鏡，并最終成像于光電成像模塊上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述柯勒照明單元采用反射式柯勒照明系統(tǒng)，包括白光光源、成像透鏡、半反半透反射鏡、反射鏡、第二鏡筒透鏡和光電傳感模塊，白光光源經(jīng)成像透鏡成像，再依次通過半反半透反射鏡和反射鏡的反射，將白光光源的像反射到成像物鏡的后焦點(diǎn)位置，并在樣品上形成均勻照明，樣品反射的光依次經(jīng)成像物鏡、反射鏡、半反半透反射鏡和第二鏡筒透鏡，最后成像于光電成像模塊上；

所述第一、第二鏡筒透鏡到成像物鏡的距離相等，所述光電傳感模塊位于第二鏡筒透鏡的焦點(diǎn)位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述柯勒照明單元采用透射式柯勒照明系統(tǒng)，所述透射式柯勒照明系統(tǒng)包括白光光源、第一透鏡、第二透鏡、反射鏡和第二鏡筒透鏡，白光光源經(jīng)第一透鏡成像在第二透鏡的焦點(diǎn)位置，白光光源像發(fā)出的光經(jīng)第二透鏡變成平行光，從樣品的下方均勻照明樣品，樣品反射的光經(jīng)成像物鏡成像后，經(jīng)反射鏡反射入第二鏡筒透鏡，并最后成像于光電成像模塊上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光電成像模塊采用CCD。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)包括第一會聚透鏡，第一針孔和準(zhǔn)直透鏡，激光光源發(fā)出的近紅外光經(jīng)過第一會聚透鏡會聚到第一針孔上，第一針孔大小為第一會聚物鏡艾里斑的大小，第一針孔發(fā)射的光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡變成平行光入射至激光濾光片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)包括光纖耦合模塊、單模光纖和準(zhǔn)直透鏡，激光光源發(fā)出的光經(jīng)光纖耦合模塊耦合到單模光纖中，單模光纖輸出的光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡變成平行光入射至激光濾光片；所述激光輸出單模光纖耦合效率大于73%。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)還包括一個(gè)以上擴(kuò)束透鏡，由準(zhǔn)直透鏡輸出的平行光經(jīng)過所述擴(kuò)束透鏡入射至激光濾光片。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品內(nèi)標(biāo)記有熒光發(fā)射光譜在932~1250nm之間的近紅外量子點(diǎn)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的近紅外激光掃描共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述近紅外量子點(diǎn)的熒光發(fā)射光譜峰值進(jìn)一步優(yōu)選為1200nm。