[发明专利]一种显微镜锁焦系统

说明书

本发明公开了一种显微镜锁焦系统，包括探测光源、半透半反镜、二向色镜、显微镜管镜、显微镜物镜、第一透镜、分束镜、第一狭缝元件、第二狭缝元件、第一雪崩二极管以及第二雪崩二极管；入射光束依次经过半透半反镜、二向色镜、显微镜管镜以及显微镜物镜射入样品的载玻片；反射光束依次经过显微镜物镜、显微镜管镜、二向色镜、半透半反镜以及第一透镜射入分束镜；分束镜将反射光束分成第一光束和第二光束，分别射入第一雪崩二极管和第二雪崩二极管；分束镜位于光束汇聚焦点以及第一透镜之间，第一雪崩二极管至分束镜的距离与第二雪崩二极管至光束汇聚焦点的距离之和，等于分束镜至光束汇聚焦点的距离。通过实施本发明能提高锁焦精度。

技术领域

本发明涉及显微镜技术领域，尤其涉及一种显微镜锁焦系统。

背景技术

在显微成像过程中，由于外界环境的振动干扰，样品位置在光轴方向会产生偏离，导致像面模糊，尤其在基于单分子定位的超分辨成像系统中，单个点的定位偏离会使重构图像的分辨率降低。

基于显微成像中对焦面锁定的必要性，因此现有很多公司都研发了自动锁焦系统。现有的锁焦系统采用横向放大的原理，将样品轴向的偏离转化为横向偏离，再经光学系统放大，CCD相机探测反馈信号，再通过控制系统沿光轴方向上下移动物镜，保证物镜与样品之间距离的恒定，实现自动锁焦。

但是现有的锁焦系统，利用的是光学系统的横向放大率，信号在探测器上的位移至少要大于一个像元才可被感知，基于此原理的锁焦系统也就无法实现很高的灵敏度。

发明内容

本发明实施例提供一种显微镜锁焦系统，能直接探测样品的轴向偏离，提高锁焦精度。

本发明一实施例提供一种显微镜锁焦系统，包括：探测光源、半透半反镜、二向色镜、显微镜管镜、显微镜物镜、第一透镜、分束镜、第一狭缝元件、第二狭缝元件、第一雪崩二极管以及第二雪崩二极管；

所述第一狭缝元件与所述第一雪崩二极管连接，所述第二狭缝元件与所述第二雪崩二极管连接；

所述探测光源，用于生成入射光束；其中，所述入射光束依次经过所述半透半反镜、所述二向色镜、所述显微镜管镜以及所述显微镜物镜射入样品的载玻片；所述载玻片所生成的反射光束依次经过所述显微镜物镜、所述显微镜管镜、所述二向色镜、所述半透半反镜以及所述第一透镜射入所述分束镜；

所述分束镜，用于将所述反射光束分成第一光束和第二光束；其中，所述第一光束经过所述第一狭缝元件射入所述第一雪崩二极管；所述第二光束经过所述第二狭缝元件射入所述第二雪崩二极管；

在调节至预设的理想焦面时，所述分束镜位于光束汇聚焦点以及所述第一透镜之间，所述第一雪崩二极管至所述分束镜的距离与所述第二雪崩二极管至所述光束汇聚焦点的距离之和，等于所述分束镜至所述光束汇聚焦点的距离。

进一步的，所述半透半反镜与所述入射光束所形成的入射角为45度。

进一步的，所述二向色镜与所述入射光束所形成的入射角小于45°。

进一步的，所述光束汇聚焦点、所述第一透镜的中心以及所述分束镜的中心在同一直线上。

进一步的，所述第一狭缝元件以及所述第二狭缝元件的规格参数相同，且第一狭缝元件以及所述第二狭缝元件所述均为50μm。

进一步的，所述第一雪崩二极管与所述第二雪崩二极管的规格参数相同，且所述第一雪崩二极管与所述第二雪崩二极管的靶面尺寸均大于500μm×500μm。

进一步的，还包括：所述物镜移动机构，用于计算所述第一雪崩二极管以及所述第二雪崩二极管所产生的电流差值，根据所述电流差值调整所述显微镜物镜的位置，直至所述电流差值为零。

通过实施本发明实施例具有如下有益效果：