[实用新型]宽谱段大数值孔径的显微物镜

说明书

本实用新型适用显微物镜高精度光学成像技术领域，提供了一种宽谱段大数值孔径的显微物镜，显微物镜从物平面到像平面沿光路方向依次包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组；第一透镜组为折反射式透镜组，将物平面发出的光线成像到一次像面，第一透镜组用于增大数值孔径和矫正色差，且具有正光角度；第二透镜组、第三透镜组将一次像面的光线以平行光发射出去，第二透镜组、第三透镜组均具有负光角度。该显微物镜利用2次折叠光路，合理利用非球面有效校正系统高级球差，整个光学系统采用同种光学材料，成像谱段可达到300nm‑800nm，结合后端浸液，系统数值孔径可达到1.0，成像线视场可达到4.0mm，有效地实现了在具备大视场的同时兼顾高分辨率。

技术领域

本实用新型属于显微物镜高精度光学成像技术领域，尤其涉及一种宽谱段大数值孔径的显微物镜。

背景技术

基因测序设备作为纳米、生物和信息三大科技的交汇点，集中体现了人们采用最先进的科学技术来探索生命信息，成为当今经济持续发展、国家安全稳定的重要保证。基因测序是一个新兴行业，处于快速发展阶段，其中关键技术超高通量显微物镜成为限制基因测序仪国产化的瓶颈技术(测序通量是指基因测序设备在一定时间内获得的数据输出量，是评价测序技术先进与否的重要指标之一，更高的测序通量也意味着测序成本的降低)，超高通量基因测序仪中所需显微物镜在平面空间尺度和空间分辨率方面均提出了较高要求，这就需要显微物镜需要在具备大视场的同时兼顾高分辨。而在光学系统的设计中宽场和高分辨是此消彼长的，宽则不精，精则不宽是目前超高通量显微物镜的遇到的最大难点。

物镜作为高通量基因测序仪的核心光学元件，是实现高通量乃至超高通量基因测序的关键，同时，目前生物医学领域热门的高通量基因测序、脑神经元检测、癌细胞发展监测等研究方向，均对宽视场、高分辨的光学系统有着迫切需求。

当前国际上可以查询到多个与本专利结构形式相近的浸液式大数值孔径基因测序镜头：

专利US9304407B2，具体见图1，此光学镜头采用全反射式光学系统形式，可以在全谱段内成像谱段，并且视场可以做到1mm，但是由于不能浸液限制，系统数值孔径一般小于0.9。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种宽谱段大数值孔径的显微物镜，旨在解决现有技术中无法同时兼顾大视场和高分辨的技术问题。

本实用新型提供了一种宽谱段大数值孔径的显微物镜，所述显微物镜从物平面到像平面沿光路方向依次包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组；

所述第一透镜组为折反射式透镜组，将物平面发出的光线成像到一次像面，所述第一透镜组用于增大数值孔径和矫正色差，且具有正光角度；

所述第二透镜组、第三透镜组将所述一次像面的光线以平行光发射出去，所述第二透镜组、第三透镜组均具有负光角度。

优选的，所述第一透镜组包括3个透镜，从物平面到像平面沿光路方向依次为凸向像平面的第一平凸正透镜(1)、第一弯月负透镜(2)、平透镜(3)。

优选的，所述第二透镜组包括4个透镜，从物平面到像平面沿光路方向依次为第一凸透镜(4)、凸向像平面的第二平凸正透镜(5)、凸向物平面的第三平凸正透镜(6)、第二弯月负透镜(7)。

优选的，所述第三透镜组包括4个透镜，从物平面到像平面沿光路方向依次为第二凸透镜(8)、双凹负透镜(9)、凸向像平面的第四平凸正透镜(10)、第三弯月负透镜(11)、第四弯月负透镜(12)、凸向物平面的第五平凸正透镜 (13)。

优选的，所述第二透镜组和第三透镜组之间设置有孔径光阑(15)。

优选的，所述显微物镜的数值孔径大于等于1.0。

优选的，所述显微物镜的长度小于173mm。