[发明专利]一种大视场高分辨宽波段的物镜

说明书

本发明公开了一种大视场高分辨宽波段的物镜，包括同光轴设置的十九片球面透镜，所述十九片透镜从物方至像方依次包括：第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，第七透镜，第八透镜，第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜，第十三透镜，第十四透镜，第十五透镜，第十六透镜，第十七透镜，第十八透镜，第十九透镜。本物镜相比与之前提出的同类物镜具有更高的分辨率，更大的成像视场，及更宽的工作波段，可以满足可见光，近红外双光子大视场高分辨成像需求。

技术领域

本发明属于光学技术领域，特别是一种大视场高分辨宽波段的物镜。

背景技术

显微物镜作为显微镜中的关键器件，将样本以特定的视场，焦距，数值孔径(NA)成像到像面进行观察或探测。受光学成像原理的限制，物镜的视场和分辨率是相互制约的。物镜的数值孔径决定了分辨率，通常NA为0.5的物镜有效成像视场在1mm左右。在一些大样本成像时，往往采取视场拼接的方式，成像通量较低，成像速度慢，如对小鼠全脑切片进行高分辨成像可能需要数十天。为解决此问题，2016年英国Strathclyde大学研究人员提出了一种大视场高分辨的物镜Mesolens，该物镜为15片透镜结构，具有0.47NA，6mm物方视场，工作波段在400-700nm[参考文献McConnell,G.et al.eLife 5,e18659(2016).]。在生物成像领域，除可见光照明外，常用双光子成像提升成像深度及成像质量，所需工作波段为800-1000nm，Mesolens无法满足需求。2016年美国北卡罗来纳大学研究人员提出了一种大视场高分辨率的物镜，该物镜为9片透镜结构，具有0.43NA，3.5mm视场，工作波段在910±10nm[参考文献J.N.Stirman,et al.Nat Biotechnol 34(8),857–862(2016).]。该物镜结构简单，且可用于双光子成像，但是工作波段十分有限，仅有30nm，只能用于少量特定标记物的荧光成像，应用场景较窄。中国专利CN108873288提出了一种具有高数值孔径、大视场的物镜结构，该物镜0.75≤NA≤1，从该专利的附图7和9可知该物镜的视场典型值为2.2mm，比起常规物镜有明显提升，然而其视场仍然较小，难以满足大尺度样本成像需求，且工作波段在500-800nm，没有覆盖双光子成像常用波段。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种大视场高分辨宽波段的物镜。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种大视场高分辨宽波段的物镜，所述物镜包括同光轴设置的十九片球面透镜，所述十九片透镜从物方至像方依次包括：第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，第七透镜，第八透镜，第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜，第十三透镜，第十四透镜，第十五透镜，第十六透镜，第十七透镜，第十八透镜，第十九透镜；其中，

所述第一透镜和第二透镜组成胶合透镜组；其中，第一透镜面向物方的面为凹面，面向像方的面为凹面，第二透镜面向物方的面为凸面，面向像方的面为凸面；第一透镜面向像方的凹面与第二透镜面向物方的凸面胶合在一起；

所述第三透镜、第四透镜和第五透镜组合成胶合透镜；其中，第三透镜面向物方的面为凹面，面向像方的面为凸面，第四透镜面向物方的面为凹面，面向像方的面为平面，第五透镜面向物方的面为平面，面向像方的面为凸面；第三透镜面向像方的凸面与第四透镜面向物方的凹面胶合在一起，第四透镜面向像方的平面与第五透镜面向物方的平面胶合在一起；

所述第六透镜面向物方的面为凸面，面向像方的面为凸面；

所述第七透镜和第八透镜组合成胶合透镜，其中第七透镜面向物方的面为凸面，面向像方的面为凹面，第八透镜面向物方的面为凸面，面向像方的面为凸面；第七透镜面向像方的凹面与第八透镜面向物方的凸面胶合在一起；