[實用新型]基于貝塞爾光束脈沖整形的二次諧波顯微成像系統

有效

• 申請號: 201721688792.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN207689370U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 張貞;董斌;薛曼;白銳朋;郭源;劉鳴華
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01N21/01
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

本實用新型涉及一種基于貝塞爾光束脈沖整形的二次諧波顯微成像系統，飛秒脈沖激光器將產生能量為高斯分布的飛秒脈沖激光依次經半波片和格蘭棱鏡發射到空間光隔離器，經空間光隔離器出射的光發射到第一可調光闌，經第一可調光闌出射的光發射到錐透鏡轉變為貝塞爾光，經錐透鏡出射貝塞爾光發射到第二可調光闌，經第二可調光闌出射的光經消色差透鏡組發射到第三可調光闌，經第三可調光闌出射光經掃描振鏡組掃描并發射到遠心共軛系統，經遠心共軛系統出射的光發射到另一半波片，經另一半波片出射的光經遠心共軛系統發射到二向色鏡，經二向色出射的光經顯微物鏡聚焦放置在載物臺上的樣品，樣品產生二次諧波信號經顯微物鏡收集后又經二向色鏡和濾波片被EMCCD采集。

技術領域

本實用新型是關于一種二次諧波顯微成像系統，特別是關于一種基于貝塞爾光束脈沖整形的二次諧波顯微成像系統，涉及顯微成像技術領域。

背景技術

光學顯微鏡在觀察物體時具有直觀，樣品處理方便等優點，而光學分辨率則是衡量一個光學顯微系統是否優秀的一個重要標準。隨著激光技術的發展，以激光為光源的顯微成像系統得到了長足發展，其分辨率也有了極大的提高。目前基于熒光成像原理的技術取得了很大的進展，例如結構光照明顯微術(Structured Illumination Microscopy,SIM)、受激輻射耗盡顯微術(Stimulated Emission Depletion Microscopy,STED)和單分子定位和構圖技術(Single Molecule Localization and Composition)，其中，單分子定位技術又包括光激活定位顯微術(photoactivated localization microscopy,PALM)和隨機光學重建顯微術(stochastic optical reconstruction microscopy,STORM)等超分辨熒光成像技術。盡管這種技術已經將顯微成像的分辨率由原來的光學極限分辨率200nm突破到10nm左右，但是熒光顯微系統需要對所檢測樣品進行相應的熒光染料或者熒光蛋白標記，樣品處理相對復雜，成本較高，尤其對于一些不能進行熒光標記的分子及生物小分子成像無能為力。

自從1960年，第一臺激光器由Theodore H.Maiman實用新型以來，激光作為一個方向性和單色性好的光源，廣泛應用在顯微成像領域，基于雙光子原理的非線性光學二次諧波成像技術也有一定的發展。二次諧波原理是基于界面對稱性的破缺導致的界面二階非線性超極化率不為零，產生二次諧波信號。因此，二次諧波對界面有獨特的分辨作用，非線性效應的強局域性減少了成像時非焦點處發光產生的背景干擾，提高了信噪比和三維空間分辨率。因而以此為基礎的二次諧波顯微成像技術具有無需標記且分辨率高，樣品處理簡單，無需額外進行熒光染色標記。此外，二次諧波成像技術的發射與激發波長相距較遠，因此信號易于有效分離。但是，以往所搭建的二次諧波顯微鏡對于入射脈沖激光并沒有很好進行能量上的整形，所用激光的能量分布一般為高斯分布，具有一定的發射角，因此在經過光學組件和物鏡焦點處產生明顯的衍射現象，嚴重影響成像的分辨率。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠提高成像分辨率且降低設備成本的基于貝塞爾光束脈沖整形的二次諧波顯微成像系統。