[發明專利]大視場高分辨熒光顯微鏡的環形落射照明裝置

在審

• 申請號: 201810338044.3
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108345099A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 沈亦兵;胡靜;陳浩
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種大視場高分辨熒光顯微鏡的環形落射照明裝置，包括大功率激光光源、錐透鏡、環形聚透鏡、反射環、樣本，所述大功率激光光源發出的準直單色光經過錐透鏡轉變為環形光束，環形光束通過環形聚透鏡聚焦，聚焦后通過反射環反射至樣本表面。本裝置相比大視場高分辨顯微鏡傳統的落射照明裝置，其照明光不經過物鏡鏡片而是從物鏡鏡筒外側以較大半徑的環形光直接斜入射至被測樣本面，有效提高軸外照明光束的利用率；無需45度放置的二向色鏡進行照明光路和成像光路的分離，簡化整體系統，減少系統的色差等像差；環形落射照明提供能量更為均勻的成像，尤其適用于匹配熒光顯微技術。

技術領域

本發明主要涉及顯微鏡的照明領域，尤其涉及一種大視場高分辨熒光顯微鏡的環形落射照明裝置。

背景技術

在經歷漫長發展后，顯微鏡具有了較為完整的照明系統，包括光源、集光鏡、視場光闌、聚光鏡、孔徑光闌及輔助透鏡等。顯微鏡照明方式主要有兩種，透射式照明和落射式(反射式)照明。這兩種照明方式是根據不同的觀察對象進行選取：透射式照明主要用于透明標本，如透明生物細胞切片；落射式照明主要用于非透明標本，如金屬表面，依靠照明光束在物體表面的反射光通過物鏡成像。顯微鏡照明方式又可分為中心照明和斜照明，中心照明的照明光源的中軸與顯微鏡的光軸在一條直線上，斜照明的照明光源的中軸與顯微鏡光軸不在一條直線上，而是與光軸形成某種角度并斜向照射到被檢物體上。

照明設計的照度值、照明均勻性、物鏡入瞳與照明系統出瞳的光瞳匹配、CCD和顯微物鏡的匹配等參數，將嚴重影響顯微鏡系統的成像質量和圖像襯度。為滿足物鏡分辨率和孔徑角要求，顯微照明系統需要提供足夠的照明NA；為滿足目鏡視場和物鏡視場的要求，要求照明系統入射標本面的光束足夠大，使得照明光束可以充滿整個視場；為提高標本觀察效果，照明系統需為成像系統提供足夠均勻的標本照明；為滿足顯微鏡添加其他配件時不至于亮度過低，照明系統需提供足夠高的光能量。

在照明裝置能夠滿足成像分辨率、光斑大小、照明均勻性、照度等需求的情況下，顯微鏡工作者們開始研究影響觀察效果的另一個重要因素——圖像襯度。所謂襯度，就是像面上相鄰兩部分間的黑白對比度或顏色差。現代光學顯微鏡的光學系統能夠在大倍數下產生高分辨率圖像，但如果圖像沒有襯度，標本將變得不可見或不清晰。因此，隨著科技的發展進步，各大顯微鏡公司又發明了相襯顯微鏡、斜照明顯微鏡、暗場顯微鏡、微分干涉相襯顯微鏡、熒光顯微鏡等新的顯微鏡照明方式，以提高顯微鏡成像襯度。但以上襯度技術，都需要在孔徑光闌面增加相襯推拉板、暗場推拉板等結構，切換過程復雜，操作靈活性低。

發明內容

針對上述不足，本發明提供了一種大視場高分辨熒光顯微鏡的環形落射照明裝置。

本發明所采用的技術方案如下：大視場高分辨熒光顯微鏡的環形落射照明裝置，包括大功率激光光源、錐透鏡、環形聚透鏡、反射環、樣本，所述大功率激光光源發出的準直單色光經過錐透鏡轉變為環形光束，環形光束通過環形聚透鏡聚焦，聚焦后通過反射環反射至樣本表面。

作為優選，所述大功率激光光源1的功率至少為200mW。

作為優選，所述準直單色光選擇樣本對應的熒光激發光。

作為優選，所述錐透鏡是一種帶一個圓錐面和一個平面的透鏡，其平的一面對著大功率激光光源，將準直單色光轉變為環形光束。

作為優選，所述錐透鏡的材質為紫外熔融石英。

作為優選，所述反射環的內徑半徑大于25毫米。

本發明的有益效果如下：本裝置相比大視場高分辨顯微鏡傳統的落射照明裝置，其照明光不經過物鏡鏡片而是從物鏡鏡筒外側以較大半徑的環形光直接斜入射至被測樣本面，有效提高軸外照明光束的利用率；無需45度放置的二向色鏡進行照明光路和成像光路的分離，簡化整體系統，減少系統的色差等像差；環形落射照明提供能量更為均勻的成像，尤其適用于匹配熒光顯微技術。

附圖說明