[發明專利]光片照明成像系統及方法

在審

• 申請號: 201810275616.8
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108490604A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 田捷;王茗祎;惠輝;楊鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

本公開提供一種光片照明成像系統及方法。該光片照明成像系統包括：激光器、聲光調制器、光片成像組件以及處理器；其中，在處理器的控制下，TAG透鏡和第一振鏡配合掃描形成平面二維光片，并且通過聲光調制器周期性地調節激光器的輸出光強，第二振鏡調節激光沿與平面二維光片垂直的方向上掃描，形成三維掃描圖像。本公開提供的光片照明成像系統，采用TAG透鏡和第一振鏡實現二維平面光片掃描，再通過第二振鏡實現三維立體掃描，從而能夠克服現有技術中，當掃描超出適當范圍時，光片厚度迅速增加，空間分辨率迅速下降的技術問題。

技術領域

本公開涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種光片照明成像系統及方法。

背景技術

光片照明成像技術是利用微米級的激發光薄片進行樣品局部照明，從而實現具有高空間分辨率的三維成像。光片的照明方式與傳統的全場照明方式相比，具有較高的信噪比和較低的光毒性，可適用于透明組織樣品成像。

光片成像方法主要依靠柱面鏡或者點掃描的方式形成光片，然而在實現本公開的過程中本申請發明人發現，其中，通過柱面鏡形成的光片較厚，縱向分辨率較低；點掃描的方式形成的光片受物鏡景深限制，光片照射范圍小。當超出適當范圍時，光片厚度迅速增加，空間分辨率迅速下降。因此，目前光片形成方法均無法實現高空間分辨率的大尺寸樣品照明和成像。

公開內容

(一)要解決的技術問題

基于上述技術問題，本公開提供一種光片照明成像系統及方法，以緩解現有技術中的光片成像方法均無法實現高空間分辨率的大尺寸樣品照明和成像的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供一種光片照明成像系統，包括：激光器，用于發射激光；聲光調制器，與所述激光器連接，用于調制所述激光器的輸出光強；光片成像組件，與所述聲光調制器連接，用于采集樣品的三維掃描圖像，包括：TAG透鏡，與所述聲光調制器連接，用于調節激光的聚焦位置；第一振鏡，與所述TAG透鏡連接，用于調節激光的掃描深度；以及第二振鏡，與所述第一振鏡連接，用于在另一個方向上調節激光的掃描深度；以及處理器，分別與所述激光器、所述聲光調制器和所述光片成像組件連接，用于協調配合各個組件采集樣品的三維掃描圖像；其中，在所述處理器的控制下，所述TAG透鏡和所述第一振鏡配合掃描形成平面二維光片，并且通過聲光調制器周期性地調節激光器的輸出光強，所述第二振鏡調節激光沿與所述平面二維光片垂直的方向上掃描，形成三維掃描圖像。

在本公開的一些實施例中，其中：所述TAG透鏡調節激光沿第一方向的聚焦位置，所述第一振鏡調節激光沿與所述第一方向垂直的第二方向掃描，所述第二振鏡調節激光沿與所述第一方向和所述第二方向形成的平面垂直的第三方向掃描。

在本公開的一些實施例中，所述光片成像組件還包括：載物臺，用于盛放樣品；照明物鏡，與所述第二振鏡連接，用于將激光匯聚在待成像樣品上；探測物鏡，與所述二維光片垂直設置，用于輸送樣品的光信息；以及相機，與所述探測物鏡連接，用于采集樣品的掃描圖像。

在本公開的一些實施例中，所述載物臺沿所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向改變待成像樣品的位置。

在本公開的一些實施例中，其中：所述TAG透鏡和所述第一振鏡之間設置有第一透鏡組；所述第二振鏡和所述照明物鏡之間設置有第二透鏡組。

在本公開的一些實施例中，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組均包括：沿光路間隔設置的兩塊凸透鏡，且兩塊凸透鏡通過套筒連接。

在本公開的一些實施例中，探測物鏡上設置有濾光片，用于在采集熒光成像過程中濾除激發光的反射光。

在本公開的一些實施例中，其中：所述聲光調制器與所述光片成像組件之間設置有擴束器；所述激光器為飛秒激光器。