[發明專利]基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置

在審

• 申請號: 202010671973.3
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111879740A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 王偉波;張寶元;吳必偉;譚久彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G02B21/16;G02B26/10;G02B27/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，包括：

照明系統(1)，用于生成多焦點照明光束；

掃描系統(2)，接受照明系統產生的多焦點照明光束，通過掃描振鏡的偏轉實現對樣品的掃描；

熒光激發收集系統(3)，通過所述掃描系統傳遞的多焦點照明光束對樣品掃描，激發樣品上的熒光信號；

去掃描系統(4)，樣品反射的熒光信號通過同一光路返回，并由所述掃描振鏡掃描，使得從所述照明系統入射掃描振鏡的光束與所述熒光激發系統經掃描振鏡出射的光束位置保持一致；

再掃描系統(5)，經所述去掃描系統處理后的出射光束擴束，在反射鏡的反射作用下再一次導向掃描振鏡，改變光斑大小，等同于改變探測到的光斑間的相對距離，從而將光子重新定位在成像分辨率最佳的位置，實現光子復位；

成像系統(6)，接收經再掃描處理后的光束，分別對樣品的不同掃描位置成像。

2.根據權利要求1所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于照明系統(1)生成多條平行照明光束，該光束隨后被定向到分束鏡，經分束鏡偏轉后定向到掃描振鏡，經掃描振鏡后的出射光束通過第二透鏡組實現擴展，經第一反射鏡反射，將光束導向物鏡并對樣品進行掃描；樣品受到激光掃描產生熒光，該熒光由同一物鏡采集，并經第一濾光片濾除雜散光后沿入射路徑返回，依次經過第一反射鏡、第二透鏡組、掃描振鏡后實現去掃描，去掃描后的光束在分束鏡處對熒光和激發光進行分離，分離后的熒光通過第二反射鏡后和透鏡組后實現擴束，擴束后的光束在第三反射鏡的反射后導向相同的掃描系統上完成重掃描，利用第四反射鏡改變光路傳播方向，并通過第二濾光片濾除雜散光，最后通過成像透鏡投射到面陣探測器上成像。

3.根據權利要求1所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，所述照明系統(1)中激光的出射光路上設有微透鏡陣列，單束激光經過微透鏡陣列后分為多束平行激光，可同時對樣品進行掃描成像。

4.根據權利要求1所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，所述去掃描系統(4)與所述掃描系統(2)包含的光學元件相同，光路行進方向相反。

5.根據權利要求1所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，所述去掃描系統(4)中，光束入射掃描振鏡和熒光入射掃描振鏡時，該掃描振鏡具有相同的偏轉角度，使熒光光束出射的方向與激光入射掃描振鏡的方向在同一直線上。

6.根據權利要求2所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，所述再掃描系統(5)中所述第三透鏡組的焦距比為1：2，對熒光光束實現二倍擴束。

7.根據權利要求2所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，所述再掃描系統(5)中光束尺寸擴大一倍使得對應的點擴散函數尺寸減小一半，在成像的過程中完成了對探測圖像移位的操作，實現光子復位原理。

8.根據權利要求2所述的基于光子復位技術的全光學超分辨顯微裝置，其特征在于，所述再掃描系統(5)中擴束后的熒光光束經反射鏡反射后，再次入射到掃描振鏡。