[發(fā)明專利]一種激光光源裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310643269.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN104678542A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳宗斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連光耀輝科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B21/06
• 分類號(hào): G02B21/06
• 代理公司: 北京匯思誠業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 龔敏;王剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光光源輸出裝置，屬于熒光顯微鏡技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光學(xué)顯微鏡一直在生物學(xué)領(lǐng)域占有重要的地位。它貫穿了整個(gè)生物學(xué)的發(fā)展歷程，包括細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)、細(xì)胞器的觀察、以及細(xì)胞動(dòng)態(tài)過程。近五十年內(nèi)，熒光顯微鏡因其高分辨率和成像選擇性，在光學(xué)顯微鏡家族中占據(jù)了主導(dǎo)地位。熒光顯微鏡發(fā)展到今天，最為重要的技術(shù)改進(jìn)是激光技術(shù)和光學(xué)顯微鏡的結(jié)合，即激光共聚焦顯微鏡的發(fā)明。激光共聚焦掃描光學(xué)顯微鏡大大增強(qiáng)了光學(xué)顯微鏡的軸向分辨能力并提高了成像清晰度。隨后，全內(nèi)反射顯微鏡的出現(xiàn)使Z軸的分辨率提高到100納米。更加值得注意的是，近幾年的超分辨熒光顯微鏡的發(fā)明使光學(xué)顯微鏡的發(fā)展達(dá)到了空前的繁榮，科學(xué)家正在積極的開發(fā)各種成像模式以適應(yīng)各自的成像要求。

現(xiàn)有的高分辨熒光成像技術(shù)都離不開激光作為成像光源，并且要求激光可以隨意切換、光束穩(wěn)定。通常，商品儀器的激光光源是通過空間光耦合后引入到光纖中，并導(dǎo)入顯微鏡光路中。這種方式的缺點(diǎn)是耦合效率低，光束受到環(huán)境的影響大，容易偏離聚焦位點(diǎn)，需要定期的調(diào)試，花費(fèi)大量的人力維修。尤其國產(chǎn)半導(dǎo)體激光器發(fā)散角大，近場(chǎng)光斑難以壓縮，并且光束質(zhì)量較差，使應(yīng)用更加困難。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種激光光源裝置，目的是獲得高耦合效率、高調(diào)制深度且長(zhǎng)期穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)激光光源束。本發(fā)明可應(yīng)用在多種熒光顯微鏡成像系統(tǒng)，包括激光共聚焦熒光顯微鏡、全內(nèi)角反射熒光顯微鏡、超分辨熒光顯微鏡等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種激光光源裝置，解決了現(xiàn)有激光器陣列輸出不穩(wěn)定的問題，在獲得高耦合效率、高調(diào)制深度優(yōu)質(zhì)激光光源束的同時(shí)，大幅提高了光源束的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，可廣泛用于激光共聚焦熒光顯微鏡、全內(nèi)角反射熒光顯微鏡、超分辨熒光顯微鏡等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，其特征在于，包括激光器、反射鏡、自動(dòng)調(diào)節(jié)器和激光匯聚器；自動(dòng)調(diào)節(jié)器位于反射鏡背面，調(diào)節(jié)反射鏡的位置和角度；其中，所述激光器發(fā)出的激光，照在反射鏡上；位于反射鏡背面的自動(dòng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)反光鏡的位置和角度，將激光反射到激光匯聚器，匯聚成光源束。自動(dòng)調(diào)節(jié)器對(duì)反射鏡位置和角度的自動(dòng)精確控制，通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述激光器任選自氣體激光器、液體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器中的一種或幾種。進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述激光器為半導(dǎo)體激光器。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，激光器的數(shù)量大于等于2，其中至少有2個(gè)激光器發(fā)射的激光波長(zhǎng)不相同。進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述激光器的數(shù)量大于等于2，每個(gè)激光器發(fā)射的激光波長(zhǎng)均不相同。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況，選擇激光器的數(shù)量、種類、波長(zhǎng)和功率，以獲得測(cè)量需要的最佳光源束。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述激光匯聚器包括一組半透半反分光鏡。進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述半透半反分光鏡的數(shù)量與激光器的數(shù)量相等。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述反射鏡的數(shù)量大于等于1，小于等于激光器的數(shù)量。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)器的數(shù)量大于等于1，小于等于反射鏡的數(shù)量。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述激光器、反射鏡、自動(dòng)調(diào)節(jié)器三者數(shù)量相等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)各激光器發(fā)出的激光光源，選擇合適數(shù)量的反射鏡和自動(dòng)調(diào)節(jié)器的數(shù)量，以能將各束激光光源平行投射入激光匯聚器為準(zhǔn)。

本發(fā)明所提供的激光光源裝置可用于熒光顯微鏡，在一個(gè)實(shí)施方式中，從激光匯聚器出來的光源束，經(jīng)反射鏡導(dǎo)入熒光顯微鏡的光路，具體步驟如下：

激光器發(fā)出的激光照射在帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)器的反射鏡上，自動(dòng)調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)反射鏡的角度對(duì)激光的光路進(jìn)行精確定位；反射鏡反射的激光由激光匯聚器匯集成一束光源束后，經(jīng)反射鏡直接進(jìn)入熒光顯微鏡光路，經(jīng)過半透半返分光鏡和物鏡照射在樣品上，樣品發(fā)射的熒光經(jīng)過反射鏡到達(dá)電荷耦合陣列檢測(cè)器，簡(jiǎn)稱CCD檢測(cè)器，進(jìn)行熒光成像。

本發(fā)明所提供的激光光源裝置用于熒光顯微鏡，在另一個(gè)實(shí)施方式中，從激光匯聚器出來的光源束，經(jīng)光纖傳導(dǎo)裝置導(dǎo)入熒光顯微鏡的光路；所述光纖傳導(dǎo)裝置包括光纖耦合器和光纖，具體步驟如下：

激光器發(fā)出的激光照射在帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)器的反射鏡上，位置自動(dòng)調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)反射鏡的角度對(duì)激光的光路進(jìn)行精確定位；反射鏡反射的激光由激光匯聚器匯集成一束光源束后，經(jīng)光纖耦合器進(jìn)入光纖，由光纖導(dǎo)入熒光顯微鏡光路，經(jīng)過透鏡、半透半返分光鏡和物鏡照射在樣品上，樣品發(fā)射的熒光經(jīng)過反射鏡到達(dá)CCD檢測(cè)器上進(jìn)行熒光成像。