[发明专利]一种高分辨率显微成像光学系统

说明书

本申请提供了一种高分辨率显微成像光学系统，其技术方案要点是：包括：沿光轴从物到像依次排列的：第一镜组，沿光轴从物到像依次排列有正光焦度或光焦度为零第一透镜、正光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜、正光焦度的第四透镜、负光焦度的第五透镜、正光焦度的第六透镜、正光焦度的第七透镜、负光焦度的第八透镜；第二镜组，沿光轴从物到像依次排列有正光焦度的第九透镜以及负光焦度的第十透镜；第一透镜组的光焦度φA与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：0.45≤φA/φ≤0.65；第二镜组的光焦度φB与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：‑0.05≤φB/φ≤‑0.025。本申请提供的高分辨率显微成像光学系统具有在长工作距离下实现高分辨率观测的优点。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种高分辨率显微成像光学系统。

背景技术

在水环境中，微型生物如细菌、藻类以及生物碎屑形成的颗粒性有机碳是水环境中食物链以及碳循环过程的主要参与者与承担者。研究上述微小生物或微小颗粒在食物链维持或碳循环过程中的作用，是从微观层面探索与分析水环境中物质循环及变化机理的重要手段。尤其是水环境中微型生物的动态变化过程，由于种类繁多，尺度很小，精确检测与分类的难度较大，需要采用显微观测技术进行研究。

在微观成像领域，显微光学系统作为核心组件发挥了极其重要的作用，可实现对微型生物的微米级甚至亚微米级的观测成像。显微光学系统的主要技术指标包括工作距离、分辨率、放大倍率、焦深、成像视场等，这些指标相互之间是互相制约，互相影响。在大倍率显微成像中，由于数值孔径较大，成像分辨率较高，显微光学系统难以实现长工作距离的观测，需要贴近物面进行观测以降低设计难度。

通过激光照射水下微型生物或微小颗粒，收集其散射光或者微弱荧光可以推演物质的结构，并进一步获得微型生物或颗粒的种类或活体状态，采用宽谱段显微光学系统可以同时满足以上功能，但像差校正难度大；为实现对水环境中细菌、藻类等微型生物的活体、原位观测，被检测物体需要与显微光学系统保持一定距离，然而，当前大数值孔径高倍率显微物镜难以满足长工作距离下的高分辨率观测。

针对上述问题，亟需一种解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种高分辨率显微成像光学系统，具有在宽谱段以及长工作距离下实现高分辨率观测的优点。

第一方面，本申请实施例提供了一种高分辨率显微成像光学系统，技术方案如下：

包括：沿光轴从物侧到像侧依次排列的：

第一镜组，所述第一镜组沿光轴从物侧到像侧依次排列有第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜；

第二镜组，所述第二镜组沿光轴从物侧到像侧依次排列有具有正光焦度的第九透镜以及具有负光焦度的第十透镜；

所述第二透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第三透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第四透镜为双凸透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜为双凸透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第八透镜靠近物侧的一面为凹面、靠近像侧的一面为凸面，所述第九透镜为双凸透镜，所述第十透镜为双凹透镜；

所述第一透镜组的光焦度φA与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：

0.45≤φA/φ≤0.65；

所述第二镜组的光焦度φB与整个光学系统的光焦度φ的比值满足：

-0.05≤φB/φ≤-0.025。

进一步地，在本申请实施例中，所述第六透镜与所述第七透镜之间设置有孔径光阑。