[發明專利]顯微鏡設備、方法和系統

有效

• 申請號: 201780083341.1
• 申請日: 2017-11-12
• 公開（公告）號: CN110178069B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: E·M·C·希爾曼
• 申請（專利權）人: 紐約市哥倫比亞大學理事會
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G01N21/64;G02B21/36
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙) 11418
• 代理人: 趙飛;張素玲

1.一種成像裝置，包括：

光源，所述光源以第一波長生成激發光的脈沖光束，其中，所述第一波長至少為620nm；

光學系統，所述光學系統(a)將所述激發光光束以傾斜角度投射到樣本中，其中，所述激發光光束在所述樣本內的位置依據掃描元件的取向而變化，所述掃描元件提供光的二維掃描；以及(b)由源自所述激發光光束的所述位置的檢測光在中間圖像平面處形成線性圖像，其中，所述線性圖像上的不同點對應于所述樣本內的不同深度，其中，無論所述掃描元件的所述取向如何，所述中間圖像平面處的所述線性圖像都保持靜止，并且其中，所述檢測光具有比所述第一波長短的第二波長；以及

光檢測元件的線性陣列，其中，每一個所述光檢測元件對所述第二波長敏感，其中，所述線性陣列布置成捕獲所述中間圖像平面的多個第二波長線性圖像，所述多個第二波長線性圖像分別對應于所述掃描元件或激發光束的多個不同位置和/或取向；以及

光學狹縫，所述光學狹縫位于所述掃描元件和所述線性陣列之間的所述檢測光的光學路徑中，

其中，控制所述掃描元件的所述取向以使所述激發光光束的所述位置掃掠出所述樣本內的三維體積。

2.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述光學狹縫位于所述中間圖像平面附近。

3.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述光束是使用空間光調制器生成的激發光的貝塞爾光束。

4.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述線性陣列位于與所述中間圖像平面重合的位置處。

5.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述線性陣列位于遠離所述中間圖像平面的位置處，并且其中，所述成像裝置進一步包括光學部件，所述光學部件布置成(a)將來自所述中間圖像平面的光路由至所述線性陣列，以及(b)提供放大率。

6.根據權利要求1所述的成像裝置，進一步包括波長選擇性濾光片，所述波長選擇性濾光片位于所述掃描元件和所述線性陣列之間的所述檢測光的所述光學路徑中，所述波長選擇性濾光片防止具有所述第一波長的光到達所述線性陣列。

7.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述線性陣列的每一個所述光檢測元件包括光電二極管或光電倍增管元件。

8.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述第一波長至少為1μm。

9.一種成像裝置，包括：

光源，所述光源以第一波長生成光的脈沖光束，其中，所述第一波長至少為620nm；

光束整形光學器件，所述光束整形光學器件將來自所述光源的所述光的光束整形成激發光光束，所述激發光光束包括一系列不同深度的光斑；

光學系統，所述光學系統(a)將所述激發光光束以傾斜角度投射到樣本中，其中，所述激發光光束在所述樣本內的位置依據掃描元件的取向而變化，所述掃描元件提供光的二維掃描；以及(b)由源自所述激發光光束的所述位置的檢測光在中間圖像平面處形成圖像，其中，無論所述掃描元件的所述取向如何，所述中間圖像平面都保持靜止，并且其中，所述檢測光具有比所述第一波長短的第二波長；以及

光檢測元件的陣列，其中，每一個所述光檢測元件對所述第二波長敏感，其中，所述陣列布置成捕獲所述中間圖像平面的多個第二波長圖像，所述多個第二波長圖像分別對應于所述掃描元件或激發光束的多個不同位置和/或取向；以及

其中，在兩個維度上控制所述掃描元件的所述取向，以使所述激發光光束的所述位置掃掠出所述樣本內的三維體積。

10.根據權利要求9所述的成像裝置，其中，所述光束整形光學器件包括空間光調制器。

11.根據權利要求9所述的成像裝置，其中，所述陣列包括線性陣列，所述線性陣列位于與所述中間圖像平面重合的位置處。