[发明专利]一种具有轴向高分辨率的反射式共聚焦系统

说明书

本发明公开了一种具有轴向高分辨率的反射式共聚焦系统，其具有照明光路和成像光路，在照明光路上设有激光器和用于将所述光源发射的光聚焦到待测对象上的成像光学系统，在成像光路上设有接收自待测对象上射回并穿过同样成像光学系统的图像检测器；所述成像光学系统沿激光路径依次设有半反半透镜、检流计振镜组、二分之一波片和四分之一波片，其中，所述二分之一波片仅遮挡激光的一半光路；其中，所述激光器和成像光学系统之间设有第一偏振片，所述成像光学系统和图像检测器设有与第一偏振片偏振方向相同的第二偏振片。本发明能够去除杂散光对成像质量的影响，从而显著提高共焦成像的轴向分辨率和层析能力。

技术领域

本发明涉及显微光学领域的共聚焦显微镜。更具体地说，本发明涉及一种具有轴向高分辨率的反射式共聚焦系统。

背景技术

反射式共聚焦系统是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一，可对样品的轴向进行光学层析，从而获得200～350μm深度细胞水平的活体图像，重构出样品的三维图像。该系统成像最接近组织病理学，不仅可观察固定的细胞、组织切片，还可对活细胞的结构、分子、离子进行实时动态地观察和检测。其中，系统轴向分辨率是最重要的指标，它直接关系到系统的测量精度。

共焦显微镜在皮肤科临床检测上的应用研究已有十几年，现有提高系统轴向分辨率的方法主要有：(1)对常规激光反馈实验中的探测技术进行改进，用渥拉斯顿棱镜把垂直偏振光分开探测；(2)用双频激光器中产生的偏振态相互垂直的o光和e光作为反馈光代替了传统的单一光的反馈；(3)用双频激光器中产生的o光或e光作为反馈光；(4)照明光路中，用狭缝机构挡住激光器出光口处一半激光，在PBS棱镜后放置四分之一波片，成像光路中，在探测器前端放置另一狭缝机构，挡住一半的杂散光。

但在以上对系统的改进中，方法(1)需要分开探测偏振光，成像光路过于复杂，且对探测器要求较高；方法(2)和(3)需要用到双频激光器，成本较高，还涉及反馈系统，技术复杂；方法(4)对机械狭缝的制造精度和运动精度要求较高，且只有一半激光进入物镜光瞳，实现共焦点扫描技术难度较大。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种具有轴向高分辨率的反射式共聚焦系统，其能够去除杂散光对成像质量的影响，从而显著提高共焦成像的轴向分辨率和层析能力。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有轴向高分辨率的反射式共聚焦系统，其具有照明光路和成像光路，在照明光路上设有激光器和用于将所述光源发射的光聚焦到待测对象上的成像光学系统，在成像光路上设有接收自待测对象上射回并穿过同样成像光学系统的图像检测器；

所述成像光学系统沿激光路径依次设有半反半透镜、检流计振镜组、二分之一波片和四分之一波片，其中，所述二分之一波片仅遮挡激光的一半光路，即仅激光光路上的一半激光经过二分之一波片改变偏振方向，另一半激光不改变偏振方向继续前行；

其中，所述激光器和成像光学系统之间设有第一偏振片，所述成像光学系统和图像检测器设有与第一偏振片偏振方向相同的第二偏振片。

优选的是，其中，还包括：

物镜，其设于所述四分之一波片和待测对象之间，用以将激光聚焦于待测对象表面。

优选的是，其中，还包括：

针孔透镜，其设于所述第二偏振片和图像探测器之间，所述针孔透镜具有聚焦透镜和位于所述聚焦透镜焦点处的针孔，提高成像的对比度和清晰度。

优选的是，其中，所述激光器输出线偏光光源，以保证系统的分辨率和信噪比。

优选的是，其中，所述物镜的数值孔径大于1.4，以保证成像的清晰度。