[发明专利]一种轴向多焦点光学系统

权利要求书

1.一种轴向多焦点光学系统，包括照明聚焦子系统，其特征在于，所述照明聚焦子系统包括发光单元、多光程单元和第一物镜（30）；

所述发光单元用于出射线偏振光至所述多光程单元；

所述多光程单元包括透反装置（21）和平片组，所述透反装置为偏振分束器，所述多光程单元还包括设置于所述偏振分束器和所述平片组之间的四分之一相位片（23）；

所述平片组包括至少一层平片，所述至少一层平片的介质界面形成至少两个光反射界面，以对入射光形成至少两束的反射光；

所述偏振分束器位于发光单元出射的激发光和平片组之间的光路上，所述偏振分束器用于透射具有第一偏振方向的线偏振光和反射具有第二偏振方向的线偏振光；

所述四分之一相位片用于将来自所述偏振分束器的第一偏振方向的线偏振光改变为圆偏振光，并将圆偏振光出射到平片组，以使得平片组对入射光进行反射形成至少两束不同光程的主光，不同主光束之间存在预定的光程差；所述四分之一相位片还用于将由所述平片组反射的圆偏振光改变为第二偏振方向的线偏振光，以使得第二偏振方向的线偏振光入射到偏振分束器时可被偏振分束器反射至第一物镜；

所述第一物镜对至少两束主光进行聚焦，以得到用于照射目标物的具有多个焦点的光束，相邻焦点之间具有根据对应主光束之间的光程差确定的间距。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述平片组包括第一平片，其具有第一透过率，其面向所述透反装置的面为第一界面且具有第一反射率，其背离所述透反装置的面为第二界面且具有第二反射率；

或者，所述平片组包括相叠的第一平片（221）和第二平片（222），所述第一平片具有第一透过率，所述第二平片具有第二透过率，所述第一平片面向所述透反装置的面为第一界面（01）且具有第一反射率，所述第一平片与所述第二平片的接触面为第二界面（02）且具有第二反射率，所述第二平片背离所述透反装置的面为第三界面（03）且具有第三反射率；

或者，所述平片组包括依次相叠的第一平片至第N平片，所述第一平片至第N平片分别具有第一透过率至第N透过率，所述第一平片面向所述透反装置的面为第一界面且具有第一反射率，所述第一平片与所述第二平片的接触面为第二界面且具有第二反射率…所述第N-1平片与所述第N平片的接触面为第N界面且具有第N反射率，所述第N平片背离所述透反装置的面为第N+1界面且具有第N+1反射率；其中，N≥2。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述平片组中每一层平片具有预设的厚度和透射率，每个光反射界面具有预设的反射率。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，可以通过调节平片反射率和透过率来调节多焦点强度；如果要获取均匀的焦点强度，可以设置如下：

所述第一平片的透过率为70%至80%，优选75%；

第二平片的透过率为55%至65%，优选60%；

所述第一界面反射率为20%至30%，优选25%；

第二界面反射率为35%至45%，优选40%；

第三界面可采用镜面，反射率大于99%。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述发光单元包括激光光源（10）和准直扩束透镜组；所述激光光源用于发射激发光，所述准直扩束透镜组用于将激发光进行准直扩束；

所述多光程单元还包括第三透镜（13）和第四透镜（14），所述第三透镜设置于所述发光单元与所述透反装置之间的光路上，所述第四透镜设置于所述透反装置与所述第一物镜之间的光路上；所述第三透镜用于将所述发光单元出射的激发光会聚至所述透反装置，所述第四透镜用于将所述透反装置反射的光束进行准直并出射至所述第一物镜。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述准直扩束透镜组包括第一透镜（11）和第二透镜（12）；

所述第一透镜用于将激发光会聚至所述第二透镜，所述第二透镜用于将该会聚后的激发光进行准直扩束并出射。

7.如权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，相邻焦点对应的主光经第一物镜聚焦后其瑞利半径区域相衔接或存在重合。

8.如权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，

还包括荧光探测系统；

所述第一物镜用于将至少两束主光聚焦至进行过荧光标记的样品（50）上；

所述荧光探测系统用于采集样品发出的荧光并成像。