[发明专利]近红外和长波红外双波段显微物镜

说明书

近红外和长波红外双波段显微物镜涉及显微物镜技术领域，解决亟需同时观察生物组织内荧光信息及生物组织发育过程的显微成像问题。包括共用光路系统、短波近红外系统和长波红外系统，共用光路系统包括依次设置的介质水、平行平板、第一正弯月透镜、第一负弯月透镜和分束镜，短波近红外系统包括依次设置的第一光阑、第二正弯月透镜、第一双胶合透镜和第二双胶合透镜，长波红外系统包括依次设置的第二光阑、第三正弯月透镜、第二负弯月透镜、第三负弯月透镜和第四正弯月透镜，第一双胶合透镜的最临近第二正弯月透镜的表面和第四正弯月透镜的临近第二像面的表面均为偶次非球面。本发明能够分辨生物组织内部精细结构并观察生物组织慢慢发育长大过程。

技术领域

本发明涉及显微物镜系统技术领域，具体涉及近红外和长波红外双波段显微物镜。

背景技术

传统的荧光的成像波谱范围大多集中在可见光到近红外一区(400～900nm)，存在组织穿透深度低和空间分辨率低的缺点，这大大限制了荧光成像方法的应用。近红外二区荧光成像(NIR－Ⅱ，1000～1700nm)相比近红外一区在活体组织中具有更少的光子吸收和散射以及更低组织自发荧光特性，可以大大提高荧光成像的组织穿透深度和空间分辨率。

自然界中凡是温度高于绝对零度(即-273℃)的任何物体都能产生红外辐射，皆可视为红外辐射源，根据生物组织的热辐射特性，选取与之相匹配(相应敏感波长)的红外探测器探测其热辐射，根据测得的辐射能量大小，通过设计相应的光学系统加合理的探测器能被动接收生物组织的红外辐射，并把这种辐射信息转换成人眼能观察到的红外热图像。我们通过红外热图像可以观察其相应的结构，结合相应的技术手段可用于生物医学分析。

显微物镜是光学显微镜的重要部件，同时也是显微镜成像性能的主要决定性部件。在生物医学应用中，近红外二区荧光成像可以在黑暗环境下观察和分辨生物组织中的某些物质及其性质。传统的光学显微镜需要提供外部照明光源，无法在黑暗情况下观测组织细节及形态变化，利用长波红外热辐射的特性我们可以通过自辐射的特性观察其成长过程的变化观察。随着生物医学检测需求的增加，目前世界上虽已有多类显微物镜，现有显微物镜还无法满足生物医学方面领域对显微物镜的要求，因此，亟需一种能够观察生物组织内部荧光也观察其慢慢成长过程的显微物镜，研究一种能够观察生物组织内部荧光也观察生物组织慢慢成长过程的近红外和长波红外双波段显微物镜具有十分重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供近红外和长波红外双波段显微物镜。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

近红外和长波红外双波段显微物镜，其特征在于，包括共用光路系统、短波近红外系统和长波红外系统，所述共用光路系统包括依次设置的介质水、平行平板、第一正弯月透镜、第一负弯月透镜和分束镜，所述短波近红外系统包括依次设置的第一光阑、第二正弯月透镜、第一双胶合透镜和第二双胶合透镜，所述第一双胶合透镜的最临近第二正弯月透镜的表面为偶次非球面，所述长波红外系统包括依次设置的第二光阑、第三正弯月透镜、第二负弯月透镜、第三负弯月透镜和第四正弯月透镜，所述第四正弯月透镜的临近第二像面的表面为偶次非球面；

入射光束依次经介质水、平行平板、第一正弯月透镜和第一负弯月透镜后入射到分束镜；入射光束中的短波近红外波段光束经分束镜反射后入射到短波近红外系统，在短波近红外系统前方得到第一像面；入射光束中的长波红外波段光束经分束镜透射后入射到长波红外系统，在长波红外系统前方得到第二像面。

本发明的有益效果是：

1、本发明的近红外和长波红外双波段显微物镜，通过第一正弯月透镜和第一负弯月透镜组合来校正色差，以防止共用光路系统残余色差对后面短波近红外系统和长波红外系统像质产生影响。

2、通过在短波近红外系统中使用具有偶次非球面表面的第一双胶合透镜，在长波红外系统中使用具有偶次非球面表面的第四正弯月透镜，可以很好的校正单色像差，提高光学特性，改善像质，增强系统分辨能力。