[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

本發明涉及一種變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法，屬于光學顯微成像與光學操控技術領域。該裝置包括：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。本發明在常規光鑷顯微系統中增加由偏振分光鏡、四分之一波片、低孔徑物鏡、管鏡和平面反射鏡組成的軸向調焦裝置，實現光鑷光片顯微鏡中光鑷焦面的軸向移動，從而抓取懸浮樣品實現軸向移動，完成光片三維層析掃描成像。

技術領域

本發明屬于光學顯微成像與光學操控技術領域，涉及一種變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法。可實現光鑷顯微系統分離調焦，完成三維光片掃描成像。

背景技術

在常規物鏡式光鑷顯微鏡中，光鑷裝置與成像裝置通常位于樣品兩側，方便進行單獨調焦，然而在某些需要引入其他環境變量的顯微觀測應用中(如在樣品一側加入輻射裝置用于研究活細胞對輻射的響應機制)，要求光鑷與成像裝置位于樣品同側，此時，由于光鑷與三維顯微成像裝置共用同一顆物鏡，其焦面難以分離，無法實現三維掃描成像。在光鑷系統中加入變焦鏡頭或DMD可以改變光鑷的聚焦位置，解決上述問題，然而調制速度較慢或成本昂貴。

發明內容

本發明公開了一種變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法，該裝置與方法同現有技術相比，不僅可以提高變焦與軸向層析速度，而且還可以降低觀測成本。

本發明的目的是這樣實現的：

變焦光鑷光片顯微成像裝置，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、擴束鏡柱面鏡、管鏡一和物鏡一；

所述的光片探測模塊按照光線傳播方向依次為：物鏡二、收集透鏡、和CCD；

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、管鏡三、管鏡二、和物鏡三；

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、傳導光纖、準直鏡、偏振分光鏡、四分之一波片、物鏡四和平面反射鏡；

所述的光鑷聚焦模塊、光鑷軸向調焦模塊共用偏振分光鏡；

物鏡一的下方設置被測樣品。

進一步地：所述的被測樣品為培養皿中微米級或納米級懸浮細胞或顆粒狀待測樣品；

進一步地：上述的變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法，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，利用物鏡三夾持待測樣品；光片照明模塊發射單色激光波長介于350nm-700nm，利用物鏡一形成片狀光照明被測樣品；

進一步地：上述的變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法，其特征在于偏振分光鏡反射光偏振方向同激光器二入射光偏振方向相同；

進一步地：上述的變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法，其特征在于平面反射鏡軸向移動范圍等于物鏡三的焦深；

方案二：上述的變焦光鑷光片顯微成像裝置和方法，成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a、激光器一發出激發光，經過擴束鏡之后形成平行光，平行光束經過柱面鏡形成片狀光，經過管鏡一物鏡一透射后在被測樣品上形成片狀光，所述的片狀光激發樣品焦平面發出熒光；

步驟b、激光器二發出激光經偏振分光鏡過四分之一波片和物鏡四透射到平面反射鏡產生反射激光，反射激光經四分之一波片偏振分光鏡管鏡三管鏡二和物鏡三形成聚焦光斑夾住被測樣本中懸浮顆粒；