[發(fā)明專利]一種基于光片成像的激發(fā)光軸向強度可調(diào)拼接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111457352.6
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114153061B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石天澤;柳鵬飛;李偉鋒;陳虹宇;李宏偉;趙蓉;朱天宇;李淵
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G01N21/64
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種基于光片成像的激發(fā)光軸向強度可調(diào)拼接方法，其特征在于，所述方法包括：

將光源發(fā)出的光束整形濾波成預(yù)設(shè)參數(shù)的光束，利用光束加載不同焦距的菲涅爾透鏡相位對經(jīng)過λ/2玻片和小孔整形濾波后預(yù)設(shè)參數(shù)的光束進行相位調(diào)制；

光束通過掃描振鏡形成光片，用于激發(fā)樣本產(chǎn)生熒光信號；

通過相機收集分析激發(fā)光傳播過程中的光強變化，改變空間光調(diào)制器上加載的不同焦距的菲涅爾透鏡相位區(qū)域占比，實現(xiàn)激發(fā)光軸向強度調(diào)制，補償樣本深處由于吸收導(dǎo)致的光強衰減問題；

其中，樣本成像結(jié)果用于進行數(shù)據(jù)分析計算激發(fā)光片在傳播過程中的光強變化，根據(jù)朗伯比爾定律擬合出生物樣本介質(zhì)中光強的指數(shù)衰減曲線，將收集到的圖像經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，找到不同區(qū)域的圖像光強沿軸向衰減比值，根據(jù)比值擬合出光強沿軸向指數(shù)衰減的參數(shù)，調(diào)整空間光調(diào)制器液晶面板上一個調(diào)制周期內(nèi)不同焦距的菲涅爾透鏡相位對應(yīng)的扇形區(qū)域大小，產(chǎn)生強度補償，達到疊加衰減效果后光強重新沿軸向均勻分配的目的；

光片由空間光調(diào)制器進行相位調(diào)制生成，空間光調(diào)制器上生成的最終相位為極坐標周期形式的扇形分區(qū)域菲涅爾透鏡相位，不同扇形區(qū)域面積分配對應(yīng)不同焦點處光強分配，使用預(yù)設(shè)的光強沿軸向均勻分布的光片初次成像獲得激發(fā)光片在樣本中傳播的光強衰減圖像，其中生成光強沿軸向均勻分布的光片相位的各個扇形區(qū)域面積相等，生成的光片用于吸收組織的光片成像補償傳播深處光強能量衰減；

將空間光調(diào)制器調(diào)制的圓形區(qū)域細分為密集的扇形區(qū)域，根據(jù)焦點個數(shù)確定相位變化的周期；根據(jù)不同樣本模型的衰減參數(shù)，確定不同軸向焦點位置處的補償后光強占比，重新分配空間光調(diào)制器上密集的扇形區(qū)域，按照不同焦點需要的能量占比調(diào)整不同焦點所占扇形面積，可控制拼接光片軸向光強分布的作用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光片成像的激發(fā)光軸向強度可調(diào)拼接方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)參數(shù)的光束在進入空間光調(diào)制器之前生成，或在空間光調(diào)制器上調(diào)制生成，

所述空間光調(diào)制器通過相位調(diào)制同時完成生成預(yù)設(shè)光束及分區(qū)域加載菲涅爾透鏡相位的任務(wù)，最終由空間光調(diào)制器產(chǎn)生軸向強度可調(diào)的拼接復(fù)雜光束，并經(jīng)過振鏡掃描形成光片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光片成像的激發(fā)光軸向強度可調(diào)拼接方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)參數(shù)的光束為：高斯光束、貝塞爾光束、艾里光束、旋轉(zhuǎn)艾里光束，所述空間光調(diào)制器的不同扇形區(qū)域生成的光束聚焦在軸向不同位置，分區(qū)域加載不同焦距的菲涅爾透鏡相位即實現(xiàn)不同光束的拼接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光片成像的激發(fā)光軸向強度可調(diào)拼接方法，其特征在于，所述方法根據(jù)成像結(jié)果得到光片沿傳播方向的光強衰減參數(shù)，找到不同區(qū)域的光強圖像沿軸向衰減比值，根據(jù)朗伯比爾定律擬合出生物樣本介質(zhì)中光強的指數(shù)衰減曲線，構(gòu)造針對當前生物樣本的光強衰減模型。