[發明專利]一種大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像方法及系統

在審

• 申請號: 201711429288.4
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108303402A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 費鵬;王雪純;方春鈺;初婷婷;趙方;朱蘭馨
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

1.一種大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過激光源產生兩路準直且強度一致的高斯激光光束；

通過貝塞爾光生成元件，分別將兩路高斯激光光束轉換成兩路貝塞爾光束；

將所述兩路貝塞爾光束對齊，同步投射掃描樣本的兩側，激發樣本產生熒光；

通過帶有電子狹縫的探測器收集所述熒光，并對熒光進行曝光成像，以獲取樣本的圖像，所述探測器采用低數值孔徑的探測物鏡以進行大視場成像，所述兩路貝塞爾光束用于在同一視場下增加透射深度，所述電子狹縫的位置與兩路貝塞爾光束的中心位置對應，實現大景深的條件下，消除旁瓣效應，其寬度與兩路光貝塞爾光束中心主極強直徑相匹配。

2.根據權利要求1所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像方法，其特征在于，還包括以下步驟：

移動樣本，直到掃描獲取完整的樣本圖像，在所述樣本移動的過程中，兩路貝塞爾光束和電子狹縫的相對位置保持不變。

3.根據權利要求1或2所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像方法，其特征在于，兩路貝塞爾光束投射到樣本上為x軸方向，且雙側貝塞爾光束的投射方向相反，兩束貝塞爾光束同時同步進行掃描，且掃描速度一致，掃描方向為y軸方向，激發樣本的熒光采集方向為z軸方向，通過光束對齊機制使兩束貝塞爾光在三維空間中完全對齊且與掃描陣面的電子狹縫平行，控制探測器的電子狹縫寬度與貝塞爾光束的寬度一致，從而同步掃描以抑制焦平面外的雜散光，保證圖像質量。

4.根據權利要求3所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像方法，其特征在于，所述貝塞爾光束在空間中覆蓋7至8毫米大視場，進行掃描的同時不發生畸變。

5.根據權利要求3所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像方法，其特征在于，兩路貝塞爾光束同時投射在掃描陣列的y軸的正向邊緣，并同時掃描至y軸負向邊緣，直至完成掃描陣面內的樣本圖像掃描并折返。

6.一種大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像系統，其特征在于，包括：照明單元、貝塞爾光束產生單元以及探測成像單元；

照明單元，用于產生兩路準直且強度一致的高斯激光光束；

貝塞爾光束產生單元，用于將兩路高斯激光光束轉換成兩路貝塞爾光束，將所述兩路貝塞爾光束對齊，同步投射掃描樣本的兩側，激發樣本產生熒光；

探測成像單元，通過帶有電子狹縫的探測器收集所述熒光，并對熒光進行曝光成像，以獲取樣本的圖像，所述探測器采用低數值孔徑的探測物鏡以進行大視場成像，所述兩路貝塞爾光束用于在同一視場下增加透射深度，所述電子狹縫的位置與兩路貝塞爾光束的中心位置對應，實現大景深的條件下，消除旁瓣效應，其寬度與兩路光貝塞爾光束中心主極強直徑相匹配。

7.根據權利要求6所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像系統，其特征在于，還包括：控制單元；

控制單元，用于控制探測器的電子狹縫與兩路貝塞爾光束的中心位置對應，實現大景深的條件下，消除旁瓣效應，以及控制樣本移動，直到掃描獲取完整的樣本圖像，在所述樣本移動的過程中，控制兩路貝塞爾光束和電子狹縫的相對位置保持不變。

8.根據權利要求6或7所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像系統，其特征在于，兩路貝塞爾光束投射到樣本上為x軸方向，且雙側貝塞爾光束的投射方向相反，所述控制單元，用于控制兩束貝塞爾光束同時同步進行掃描，且掃描速度一致，掃描方向為y軸方向，激發樣本的熒光采集方向為z軸方向，通過光束對齊機制使兩束貝塞爾光在三維空間中完全對齊且與掃描陣面的電子狹縫平行，控制探測器的電子狹縫寬度與貝塞爾光束的寬度一致，從而同步掃描以抑制焦平面外的雜散光，保證圖像質量。

9.根據權利要求8所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像系統，其特征在于，所述貝塞爾光束在空間中覆蓋7至8毫米大視場，進行掃描的同時不發生畸變。

10.根據權利要求8所述的大視場無衍射貝塞爾光片顯微掃描成像系統，其特征在于，所述控制單元，用于控制兩路貝塞爾光束同時投射在掃描陣列的y軸的正向邊緣，并同時掃描至y軸負向邊緣，直至完成掃描陣面內的樣本圖像掃描并折返。