[發(fā)明專利]變焦光鑷雙光子顯微成像裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711242277.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN108051414B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉辰光;劉儉;陳剛;譚久彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué);北京銳馳恒業(yè)儀器科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G02B21/32
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

1.變焦光鑷雙光子顯微成像裝置，其特征在于：包括雙光子照明模塊、雙光子掃描模塊、雙光子探測(cè)模塊、光鑷聚焦模塊和光鑷軸向調(diào)焦模塊：

所述雙光子照明模塊按照光線傳播方向依次為：激光器一(1)、擴(kuò)束鏡(2)；

所述雙光子掃描模塊按照光線傳播方向依次為：掃描振鏡(3)、掃描透鏡(4)、管鏡一(5)、二向色鏡一(6)、二向色鏡二(7)和物鏡一(8)；

所述雙光子探測(cè)模塊按照光線傳播方向依次為：物鏡一(8)、二向色鏡二(7)、濾光片(10)、收集透鏡(11)和PMT(12)；

所述光鑷聚焦模塊按照光線傳播方向依次為：偏振分光鏡(15)、管鏡三(14)、管鏡二(13)、二向色鏡一(6)、二向色鏡二(7)和物鏡一(8)；

所述光鑷軸向調(diào)焦模塊按照光線傳播方向依次為：激光器二(21)、傳導(dǎo)光纖(20)、準(zhǔn)直鏡(19)、偏振分光鏡(15)、四分之一波片(16)、物鏡二(17)和平面反射鏡(18)；

所述雙光子掃描模塊、光鑷聚焦模塊共用二向色鏡一(6)、二向色鏡二(7)與物鏡一(8)；

所述光鑷聚焦模塊、光鑷軸向調(diào)焦模塊共用偏振分光鏡(15)；

物鏡一(8)的下方設(shè)置被測(cè)樣品(9)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦光鑷雙光子顯微成像裝置，其特征在于：所述被測(cè)樣品(9)為懸浮于培養(yǎng)皿中最大直徑為微米級(jí)或納米級(jí)單細(xì)胞、細(xì)胞群或微粒，且所述被測(cè)樣品(9)近似球形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦光鑷雙光子顯微成像裝置，其特征在于：所述光鑷軸向調(diào)焦模塊，其發(fā)射單色激光波長(zhǎng)介于750nm-900nm之間，雙光子照明模塊，其發(fā)射單色飛秒激光波長(zhǎng)介于950nm-1100nm之間，激光脈沖寬度小于150fs，經(jīng)過(guò)二向色鏡一(6)合成光路，共用物鏡一(8)夾持和觀測(cè)被測(cè)樣品(9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦光鑷雙光子顯微成像裝置，其特征在于：所述偏振分光鏡(15)反射光偏振方向和準(zhǔn)直鏡(19)出射光偏振方向相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦光鑷雙光子顯微成像裝置，其特征在于：所述平面反射鏡(18)軸向最大移動(dòng)范圍等于物鏡二(17)的焦深。

6.變焦光鑷雙光子顯微成像方法，該方法是基于權(quán)利要求1～5中任一所述變焦光鑷雙光子顯微成像裝置實(shí)現(xiàn)的，其特征在于：具體步驟：

步驟a、激光器一(1)發(fā)出脈沖飛秒激光，經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡(2)之后形成寬束平行光，寬束平行光經(jīng)過(guò)掃描振鏡(3)、掃描透鏡(4)、管鏡一(5)、二向色鏡一(6)、二向色鏡二(7)、物鏡一(8)后在被測(cè)樣品(9)上形成聚焦光斑，所述聚焦光斑激發(fā)被測(cè)樣品(9)發(fā)出熒光；

步驟b、激光器二(21)發(fā)出激光，經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)光纖(20)和準(zhǔn)直鏡(19)形成平行光，平行光經(jīng)偏振分光鏡(15)過(guò)四分之一波片(16)和物鏡二(17)出射到平面反射鏡(18)，經(jīng)平面反射鏡(18)反射后的激光經(jīng)四分之一波片(16)、偏振分光鏡(15)、管鏡三(14)、管鏡二(13)、二向色鏡一(6)、二向色鏡二(7)和物鏡一(8)形成聚焦光斑，夾住被測(cè)樣品(9)；

步驟c、設(shè)置平面反射鏡(18)初始位置位于物鏡二(17)的準(zhǔn)焦面②，則光鑷聚焦位置位于物鏡一(8)的準(zhǔn)焦面②’，設(shè)置平面反射鏡(18)軸向掃描范圍D1+D2，則對(duì)應(yīng)光鑷聚焦軸向掃描范圍為D1’+D2’，平面反射鏡(18)位置與光鑷聚焦位置對(duì)應(yīng)關(guān)系為D1/D1’＝D2/D2’＝(M1M2)2；所述D1為平面反射鏡(18)遠(yuǎn)焦位移，D1’為光鑷聚焦位置近焦位移，D2為平面反射鏡(18)近焦位移，D2’為光鑷聚焦位置遠(yuǎn)焦位移，M1為物鏡二(17)與管鏡三(14)的焦距比值，M2為管鏡二(13)與物鏡一(8)的焦距比值；

步驟d、設(shè)置掃描層數(shù)為N，則平面反射鏡(18)掃描步進(jìn)為(D1+D2)/N，光鑷聚焦光斑掃描步進(jìn)為(D1’+D2’)/N，從而實(shí)現(xiàn)快速三維層析掃描。