[发明专利]一种微型化自适应光学双光子荧光成像系统及方法

权利要求书

1.一种微型化自适应光学双光子荧光成像系统，适用于自由活动的动物，其特征在于，包括：

激光光源装置（1），其用于输出激发光；

微型探头装置（2），其用于固定在活体样本的预设位置，接收所述激光光源装置（1）输出的激发光，并利用所述激发光激发活体样本内部的组织平面，以产生荧光信号；以及用于在所述活体样本被释放的情形下，根据柔性光纤束收集到的所述活体样本内部的组织平面成像视场的各等晕区的平均波前畸变分布，对各所述等晕区进行波前校正；

波前检测装置（3），其信号输入端口可操作性地与所述微型探头装置（2）的信号输出端口连接，用于在所述活体样本被固定的情形下，接收所述微型探头装置（2）输出的荧光信号，并检测所述平均波前畸变分布；

去扫描构件（4），其设置在所述微型探头装置（2）与波前检测装置（3）之间的光路上，用于在所述波前检测装置（3）检测所述平均波前畸变分布之前，实时补偿所述微型探头装置（2）产生的等晕区离轴效应；和

荧光成像装置（5），其信号输入端口可操作性地与所述微型探头装置（2）的信号输出端口连接，用于采集所述微型探头装置（2）输出的经由波前校正后的荧光信号，完成所述活体样本内部的组织平面的成像；

所述微型探头装置（2）包括：

波前校正模块（22），用于在所述活体样本被释放的情形下，根据活体样本内部的组织平面成像视场的各等晕区的平均波前畸变分布对各所述等晕区进行波前校正；

扫描成像模块（23），用于接收波前校正后的激发光，该激发光以二维运动的方式对所述活体样本内部的组织平面进行扫描，以激发所述活体样本产生所述荧光信号；所述扫描成像模块（23）包括：

第一双轴转镜（231），其用于通过转动改变激发光入射角角度的方式将由所述波前校正模块（22）波前校正后的激发光对所述活体样本内部的组织平面进行二维扫描；

目镜（232），其用于将来自所述第一双轴转镜（231）的激发光会聚到所述活体样本内部，以激发所述活体样本产生所述荧光信号；以及用于输出所述荧光信号；

扫描镜（233），其布置在所述第一双轴转镜（231）和目镜（232）之间的光路上，用于将所述第一双轴转镜（231）二维扫描所产生的角度变化的激发光转化成位置变化的激发光；

所述去扫描构件（4）包括：

第二微机电双轴转镜（41），其设置在所述微型探头装置（2）的信号输出端口和波前检测装置（3）之间的光路上；和

第一透镜（42），其设置在第二微机电双轴转镜（41）与所述微型探头装置（2）的信号输出端口之间的光路上，用于接收所述微型探头装置（2）输出的荧光信号，并将所述荧光信号转变成波前以及将该波前的共轭面投射到所述第二微机电双轴转镜（41）上；

所述第二微机电双轴转镜（41）以能够实时补偿所述第一双轴转镜（231）扫描产生的等晕区离轴效应的方式与所述第一双轴转镜（231）相配合，再将实时补偿后的激发光传输给所述波前检测装置（3）；

所述第二微机电双轴转镜（41）与所述第一双轴转镜（231）之间的配合关系需要满足：

在时间上，同频率、同相位；

在空间上，扫描角度要求为：所述第二微机电双轴转镜（41）转动的角度与所述第一双轴转镜（231）转动的角度的比值为所述扫描镜（233）的焦距与所述第一透镜（42）的焦距的比值；扫描方向要求为：方向相反。

2.如权利要求1所述的微型化自适应光学双光子荧光成像系统，其特征在于，所述微型探头装置（2）还包括：

激光输入模块（21），用于接收所述激光光源装置（1）输出的激发光。

3.如权利要求2所述的微型化自适应光学双光子荧光成像系统，其特征在于，所述扫描成像模块（23）还包括：

双色镜（234），其设在所述扫描镜（233）和目镜（232）之间，用于将激发光和荧光信号分开以及输出所述荧光信号。