[发明专利]微型双光子显微成像装置、活体样本行为成像系统

权利要求书

1.一种微型双光子显微成像装置，其特征在于，包括：飞秒脉冲激光器，其用于产生波长为920纳米的激光；飞秒脉冲激光调制器，其用于接收所述飞3秒脉冲激光器输出的激光，并预啁啾补偿激光的脉冲展宽至其预设值，并输出；以及微型探头，所述微型探头包括：扫描成像部分，用于接收所述飞秒脉冲激光调制器输出的激光，该激光对活体样本内部的组织进行扫描，以激发所述活体样本产生荧光信号；和荧光输出光纤，其用于接收所述扫描成像部分输出的所述荧光信号，并进行输出，

所述飞秒脉冲激光调制器具有负色散光路和正色散光路，其中：所述负色散光路包括激光输入光纤，所述激光输入光纤用于将脉冲展宽预啁啾补偿好的激光传输给所述扫描成像部分；所述正色散光路位于所述飞秒脉冲激光器和所述负色散光路之间，用于补偿由所述激光输入光纤在传输激光过程中引起的负色散，

所述正色散光路包括：色散补偿元件,其临近所述飞秒脉冲激光器设置，用于补偿由所述激光输入光纤在传输激光过程中引起的负色散；和声光调制器，其用于接收经由所述色散补偿元件补偿后的激光，并调节激光强度，然后输出给所述扫描成像部分，

所述正色散光路还包括：分光组件，其临近所述激光输入光纤设置，用于接收经由所述声光调制器调节好强度的激光以及将该激光分成至少两束，并传输给所述激光输入光纤。

所述激光输入光纤的数量至少为两根，包括第一激光输入光纤和第二激光输入光纤；所述分光组件包括：偏振分束器，用于接收经由所述声光调制器调节好强度的激光以及将该激光分成至少两束，分别传输给所述第一激光输入光纤和第二激光输入光纤；第二半波片，其布置在所述偏振分束器和声光调制器之间，用于改变所述偏振分束器的分光比；第三反射镜，其布置在所述偏振分束器和第二半波片之间，用于反射激光，以调整激光的位置并投射到所述偏振分束器的入射面上；第一准直透镜，其布置在所述偏振分束器的第一出射面与所述第一激光输入光纤之间，用于接收所述偏振分束器输出的激光以及将激光耦合进所述第一激光输入光纤；第三半波片，其布置在所述偏振分束器的第一出射面与所述第一准直透镜之间，用于接收所述偏振分束器输出的激光，并调整激光偏振方向，使得激光耦合进所述第一激光输入光纤的效率最高；第四反射镜，其布置在所述偏振分束器的第二出射面与所述第二激光输入光纤之间，用于接收所述偏振分束器输出的激光，用于反射激光，以调整激光的位置并投射到所述第二激光输入光纤中；第二准直透镜，其布置在所述第四反射镜与所述第二激光输入光纤之间，用于接收所述偏振分束器输出的激光以及将激光耦合进所述第二激光输入光纤；第四半波片，其布置在所述第四反射镜与所述第二准直透镜之间，用于接收所述第四反射镜反射的激光，并调整激光偏振方向，使得激光耦合进所述第二激光输入光纤的效率最高。

2.如权利要求1所述的微型双光子显微成像装置，其特征在于，所述正色散光路还包括：激光方位调整组件，其设置在所述色散补偿元件与所述声光调制器之间，所述激光方位调整组件包括：第一半波片，用于接收经由所述色散补偿元件补偿后的激光，并调整激光偏振方向，以使得所述声光调制器的调制效率最高；第一反射镜，用于接收经由所述第一半波片的激光，并反射激光，以调整激光射入所述声光调制器的位置；和第二反射镜，用于接收经由所述第一反射镜的激光，并反射激光，以调整激光射入所述声光调制器的角度，并传输给所述声光调制器。

3.如权利要求1或2所述的微型双光子显微成像装置，其特征在于，所述扫描成像部分包括：微机电扫描仪，其用于通过转动改变激光入射角角度的方式将激光对所述活体样本内部的组织平面进行二维扫描；物镜，其用于将来自所述微机电扫描仪的激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；扫描透镜，其布置在所述微机电扫描仪和物镜之间的光路上，用于将所述微机电扫描仪二维扫描所产生的角度变化的激光转化成位置变化的激光；准直器，其布置在所述激光输入光纤与所述微机电扫描仪之间，用于准直来自所述激光输入光纤输出的激光以及减少不同频率激光之间的色差，以与所述扫描透镜共同匹配所述物镜的图像数值孔径；和双色镜，其设在所述扫描透镜和物镜之间，用于将激光和荧光信号分开以及输出所述荧光信号。