[發(fā)明專利]一種基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)及成像方法

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111257295A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 繆佳;張運海;肖昀;葛群;王發(fā)民
• 申請（專利權）人: 江蘇省醫(yī)療器械檢驗所;中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G02B21/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

1.一種基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光器、徑向偏振轉換器、液晶空間光調制器、二色鏡、掃描振鏡、掃描透鏡、筒鏡、物鏡、熒光濾光片、聚焦鏡頭、針孔、光電倍增管及控制單元，所述徑向偏振轉換器、所述液晶空間光調制器及所述光電倍增管均連接所述控制單元，其中：

所述激光器出射的激光光束經(jīng)所述徑向偏振轉換器形成徑向偏振光，所述徑向偏振光經(jīng)所述液晶空間光調制器后形成均勻相位并入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡反射后進入所述掃描振鏡，再依次經(jīng)所述掃描透鏡、所述筒鏡及所述物鏡后聚焦于樣品處，并激發(fā)所述樣品產(chǎn)生熒光光束；所述熒光光束依次經(jīng)所述物鏡、所述筒鏡、所述掃描透鏡及掃描振鏡后入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡透射后進入所述熒光濾光片，再經(jīng)所述聚焦鏡頭后進入位于所述聚焦鏡頭焦點處的針孔，并被所述光電倍增管探測，所述光電倍增管將探測的熒光轉換成電信號，以形成第一圖像，記為圖像I₁；

所述激光器出射的激光光束經(jīng)所述徑向偏振轉換器形成徑向偏振光，所述徑向偏振光經(jīng)所述液晶空間光調制器后形成0-2π螺旋相位并入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡反射后進入所述掃描振鏡，再依次經(jīng)所述掃描透鏡、所述筒鏡及所述物鏡后聚焦于樣品處，并激發(fā)所述樣品產(chǎn)生熒光光束；所述熒光光束依次經(jīng)所述物鏡、所述筒鏡、所述掃描透鏡及掃描振鏡后入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡透射后進入所述熒光濾光片，再經(jīng)所述聚焦鏡頭后進入位于所述聚焦鏡頭焦點處的針孔，并被所述光電倍增管探測，所述光電倍增管將探測的熒光轉換成電信號，以形成第二圖像，記為圖像I₂；

根據(jù)所述第一圖像及所述第二圖像得到基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦圖像，所述基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦圖像I₃＝I₁-c×I₂，c為消減系數(shù)。

2.如權利要求1所述的基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述針孔的直徑取值為0.3倍像方艾里斑直徑。

3.如權利要求1所述的基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)，其特征在于，所述消減系數(shù)為0.815。

4.一種如權利要求1所述的基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于，包括下述步驟：

所述激光器出射的激光光束經(jīng)所述徑向偏振轉換器形成徑向偏振光，所述徑向偏振光經(jīng)所述液晶空間光調制器后形成均勻相位并入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡反射后進入所述掃描振鏡，再依次經(jīng)所述掃描透鏡、所述筒鏡及所述物鏡后聚焦于樣品處，并激發(fā)所述樣品產(chǎn)生熒光光束；所述熒光光束依次經(jīng)所述物鏡、所述筒鏡、所述掃描透鏡及掃描振鏡后入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡透射后進入所述熒光濾光片，再經(jīng)所述聚焦鏡頭后進入位于所述聚焦鏡頭焦點處的針孔，并被所述光電倍增管探測，所述光電倍增管將探測的熒光轉換成電信號，以形成第一圖像，記為圖像I₁，所述徑向偏振轉換器在入射的激光光束中引入徑向偏振光，所述液晶空間光調制器在入射的激光光束上引入均勻相位；

所述激光器出射的激光光束經(jīng)所述徑向偏振轉換器形成徑向偏振光，所述徑向偏振光經(jīng)所述液晶空間光調制器后形成0-2π螺旋相位并入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡反射后進入所述掃描振鏡，再依次經(jīng)所述掃描透鏡、所述筒鏡及所述物鏡后聚焦于樣品處，并激發(fā)所述樣品產(chǎn)生熒光光束；所述熒光光束依次經(jīng)所述物鏡、所述筒鏡、所述掃描透鏡及掃描振鏡后入射進入所述二色鏡，并經(jīng)所述二色鏡透射后進入所述熒光濾光片，再經(jīng)所述聚焦鏡頭后進入位于所述聚焦鏡頭焦點處的針孔，并被所述光電倍增管探測，所述光電倍增管將探測的熒光轉換成電信號，以形成第二圖像，記為圖像I₂；

根據(jù)所述第一圖像及所述第二圖像得到基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦圖像，所述基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦圖像I₃＝I₁-c×I₂，c為消減系數(shù)。

5.如權利要求4所述的基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于，所述針孔的直徑取值為0.3倍像方艾里斑直徑。

6.如權利要求4所述的基于徑向偏振光的高分辨差分共聚焦成像系統(tǒng)的成像方法，其特征在于，所述消減系數(shù)為0.815。