[发明专利]一种基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统及方法，包括：用于产生高斯光束的高斯光束产生模块；用于接收高斯光束，将高斯光束转换为焦深范围大于高斯光束瑞利距离的类无衍射贝塞尔光片，并将类无衍射贝塞尔光片投射至样品面上，激发样品产生荧光信号的类无衍射贝塞尔光片产生模块；用于采集荧光信号，得到样品的图像信息的探测器。本发明通过类无衍射贝塞尔光片产生模块将高斯光束转换为焦深范围大于高斯光束瑞利距离的类无衍射贝塞尔光片，通过类无衍射贝塞尔光片激发样品产生荧光信号，可以减少照明光片的厚度，扩大照明光片的焦深，消除贝塞尔光束的旁瓣，减少背景噪声，实现成像视场和分辨率的同时提升。

技术领域

本发明属于荧光显微成像技术领域，尤其涉及的是一种基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统及方法。

背景技术

光片荧光显微术是一种新型的三维荧光显微成像技术，它采用激发光路与探测光路垂直的特殊设计，使用光束薄片从样品侧面进行激发，并通过显微物镜与探测器在垂直于光片的方向上获取照明层面的荧光图像，从而实现厚样品的三维层析成像。与传统荧光显微成像技术相比，光片荧光显微成像采用面照明取代了传统的点扫描成像方式，光片只激发焦面附近很薄的一层，具有更高的成像速率、信噪比以及更低的光漂白、光毒性等优点，适用于对较大活体生物样品的高质量、长时间三维动态观测。目前，光片显微成像已被广泛应用于细胞生物学、发育生物学和神经生物学等科学的研究。

分辨率和视场是光片显微成像系统的两个重要成像指标，现有的光片显微成像系统为了提高光片显微的视场，通常在照明光片中应用贝塞尔光束、艾里光束等无衍射光束，通过扫描产生虚拟光片，但无衍射光束具有旁瓣，会激发非焦面荧光，产生背景噪声，在提高光片显微的视场的同时会降低分辨率。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统及方法，克服现有光片显微成像系统无法同时提高光片显微的视场和分辨率的缺陷。

本发明所公开的第一实施例为一种基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统，其中，包括：

高斯光束产生模块，用于产生高斯光束；

类无衍射贝塞尔光片产生模块，用于接收所述高斯光束，将所述高斯光束转换为焦深范围大于高斯光束瑞利距离的类无衍射贝塞尔光片，并将所述类无衍射贝塞尔光片投射至样品面上，激发样品产生荧光信号；

探测器，用于采集所述荧光信号，得到所述样品的图像信息。

所述的基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统，其中，所述高斯光束产生模块包括激光器、扩束准直单元、第一反射镜、以及分束镜；

所述激光器用于产生激光光束；

所述扩束准直单元用于接收所述激光光束，并对所述激光光束进行扩束准直；

所述第一反射镜用于接收扩束准直后的激光光束，并将所述激光光束反射至所述分束镜；

所述分束镜用于对所述第一反射镜反射的激光光束进行分束，将所述激光光束分束成第一高斯光束和第二高斯光束；其中，所述第一高斯光束的传播方向与水平方向垂直，所述第二高斯光束的传播方向与水平方向平行。

所述的基于多缝干涉照明的大视场光片显微成像系统，其中，所述类无衍射贝塞尔光片产生模块包括沿所述第一高斯光束的传播方向依次设置的第一多缝光学掩模版、第一柱透镜以及第一物镜；

所述第一多缝光学掩模版、所述第一柱透镜以及所述第一物镜用于接收所述第一高斯光束，将所述第一高斯光束转换为焦深范围大于高斯光束瑞利距离的类无衍射贝塞尔光片，并将所述类无衍射贝塞尔光片投射至样品面上，激发样品产生荧光信号。