[发明专利]激光光源散斑测量方法、散斑抑制装置及其参数优化方法

说明书

本发明公开了一种激光光源散斑测量方法、散斑抑制装置及其参数优化方法，激光光源散斑测量方法，包括如下步骤：激光发生器发射的激光照射至荧光成像相机上；荧光成像相机在预设曝光时间内接收激光，并生成相应的图像信息；采集图像信息并形成含有散斑的高斯形分布图像，其中散斑表现为高频噪声；将高斯形分布图像处理后计算出散斑对比度。由于激光光源散斑测量方法中荧光成像相机直接作为激光散斑的接收屏，保证了测试一致性的基础上排除了投影屏幕、相机相对屏幕的观测角度、位置等因素的影响，从而本测量方法能够真实、可靠的测量激光光源的散斑对比度，并具有较高的测量精度。

技术领域

本发明涉及激光成像技术领域，具体涉及一种激光光源散斑测量方法、散斑抑制装置及其参数优化方法。

背景技术

基因测序是指分析特定DNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)的排列方式。目前普遍使用荧光标记的方法进行基因测序，基因测序仪用含有显微物镜的光学系统激发并收集基因测序芯片上荧光标记物所发射出的荧光信号。高通量基因测序成像系统通常采用激光激发测序芯片上物镜视场范围内的荧光标记物区域，由大靶面相机采集激发出的荧光能量。基因测序仪的激光光源通常功率较高、线宽窄，因此相干性强。当相干光从粗糙表面反射或从含有散射物质的介质内部散射或透射时，会形成不规则的强度分布，出现随机分布的斑点，称为激光散斑现象。散斑现象会导致激光在芯片上的照明均匀性下降，进而芯片上各位点的激发光均匀性下降，影响基因测序仪成像效果和后续的判读。因此需要对激光器散斑指标严格限制，这就要求建立一种能够有效评估散斑效应对照明均匀性影响的方法。

激光散斑研究主要分为两方面：一是激光散斑成像技术，用于血液微循环测量、物体表面粗糙度、物体振动和运动测量等；二是激光显示系统中的散斑抑制及散斑影响评价方法，现有的激光散斑评价方法依赖于显示屏或投影屏、相机位置、相机镜头参数，没有充分考虑曝光时间、芯片特性及相机特性，不能完善表征散斑对均匀性的影响，因此并不能直接用于评估基因测序仪激光光源散斑效应对照明均匀性的影响。

现有的技术集中于抑制激光散斑和激光散斑对比度测量两方面，绝大多数涉及激光显示领域。主要通过在系统中使用宽带的激光光源或在光路中加入运动的漫射体等，实现降低光源的时间相干性或空间相干性，从而达到抑制散斑的目的。评价散斑抑制效果的标准是散斑对比度，通过相机或人眼观测显示屏上的散斑均匀性，一般认为散斑对比度达到4％以下人眼就无法观测到散斑效应，激光显示设备的散斑对比度应小于4％。

现有的技术激光散斑抑制和散斑对比度测量技术及装置针对激光显示系统，并且受限于不同的光学系统、显示屏表面特性、相机镜头、相机位置、曝光时间等因素，并且测试结果主要考核散斑对人眼观测图像的影响，测量结果与实际偏差较大，显然不能满足基因测序仪光源散斑抑制效果评价的需求。

发明内容

本申请提供一种能够真实、可靠测量并具有较高测量精度的激光光源散斑测量方法、散斑抑制装置及其参数优化方法。

根据第一方面，一种实施例中提供一种激光光源散斑测量方法，包括如下步骤：

S110：激光发生器发射的激光照射至与荧光成像相机上；

S120：荧光成像相机在预设曝光时间内接收激光，并生成相应的图像信息；

S130：采集图像信息并形成含有散斑的高斯形分布图像，其中散斑表现为高频噪声；

S140：将高斯形分布图像处理后计算出散斑对比度。

进一步地，荧光成像相机不带镜头。

进一步地，激光发生器发射的激光透过衰减片后照射至荧光成像相机上。

进一步地，高斯形分布图像处理为：将含有散斑的高斯形分布图像三维高斯拟合后得到能量分布，再将高斯拟合后每个像素点的强度归一化后得到含有噪声的均匀图像。