[發明專利]光鑷光片顯微成像裝置和方法

有效

• 申請號: 201711246969.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108072970B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 劉辰光;鄭婷婷;陳剛;譚久彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京銳馳恒業儀器科技有限公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/18;G02B21/32;G01N21/64
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種光鑷光片顯微成像裝置，其特征在于，包括：光片照明模塊、光片探測模塊、光鑷聚焦模塊和光鑷軸向調焦模塊：

所述的光片照明模塊按照光線傳播方向依次為：激光器一(1)、擴束鏡(2)、柱面鏡(3)、管鏡一(4)和物鏡一(5)；

所述的光片探測模塊按照光線傳播方向依次為：物鏡二(7)、濾光片(20)、收集透鏡(8)、和CCD(9)；

所述的光鑷聚焦模塊按照光線傳播方向依次為：偏振分光鏡(13)、管鏡三(12)、管鏡二(11)、和物鏡三(10)；

所述的光鑷軸向調焦模塊按照光線傳播方向依次為：激光器二(19)、傳導光纖(18)、準直鏡(17)、偏振分光鏡(13)、四分之一波片(14)、物鏡四(15)和平面反射鏡(16)；

所述的光鑷聚焦模塊、光鑷軸向調焦模塊共用偏振分光鏡(13)；

被測樣品(6)為培養皿中微米級或納米級懸浮細胞或顆粒狀待測樣品；

所述的光鑷軸向調焦模塊中激光器二(19)發出激光，經過傳導光纖(18)和準直鏡(17)形成平行光，經過偏振分光鏡(13)反射，再經過四分之一波片(14)和物鏡四(15)出射到平面反射鏡(16)，光線經平面反射鏡反射后再次先后經過物鏡四(15)和四分之一波片(14)，透過偏振分光鏡(13)后進入光鑷聚焦模塊。

2.根據權利要求1所述的一種光鑷光片顯微成像裝置，其特征在于光鑷軸向調焦模塊發射單色激光波長介于750nm-900nm之間，利用物鏡三(10)夾持被測樣品(6)；光片照明模塊發射單色激光波長介于350nm-700nm，利用物鏡一(5)形成片狀光照明被測樣品(6)。

3.根據權利要求1所述的一種光鑷光片顯微成像裝置，其特征在于偏振分光鏡(13)反射光偏振方向同激光器二(19)入射光偏振方向相同。

4.根據權利要求1所述的一種光鑷光片顯微成像裝置，其特征在于平面反射鏡(16)軸向移動范圍等于物鏡三(10)的焦深。

5.一種光鑷光片顯微成像方法，該方法是基于權利要求1中所述的光鑷光片顯微成像裝置實現的，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a、激光器一(1)發出激發光，經過擴束鏡(2)之后形成平行光，平行光束經過柱面鏡(3)形成片狀光，經過管鏡一(4)、物鏡一(5)透射后在被測樣品(6)上形成片狀光，所述的片狀光激發樣品焦平面發出熒光；

步驟b、激光器二(19)發出激光經偏振分光鏡(13)過四分之一波片(14)和物鏡四(15)透射到平面反射鏡(16)產生反射激光，反射激光經四分之一波片(14)、偏振分光鏡(13)、管鏡三(12)、管鏡二(11)和物鏡三(10)形成聚焦光斑夾住被測樣本中懸浮顆粒；

步驟c、設置平面反射鏡(16)初始位置位于物鏡四(15)的準焦面②，則光鑷聚焦位置位于物鏡三(10)的準焦面②’，設置平面反射鏡(16)軸向掃描范圍D1+D2，則對應光鑷聚焦光斑軸向掃描范圍為D1’+D2’，平面反射鏡(16)位置與光鑷聚焦位置對應關系為D1/D1’＝D2/D2’＝(M₁M₂)²；所述D1為平面反射鏡(16)遠焦位移，D1’為光鑷聚焦位置近焦位移，D2為平面反射鏡(16)近焦位移，D2’為光鑷聚焦位置遠焦位移，M1為物鏡四(15)與管鏡三(12)的焦距比值，M2為管鏡二(11)與物鏡三(10)的焦距比值；

步驟d、設置掃描層數為N，則平面反射鏡(16)掃描步進為(D1+D2)/N，光鑷聚焦光斑掃描步進為(D1’+D2’)/N，從而實現快速三維層析掃描。