[发明专利]一种基于超振荡透镜静态光片的荧光显微成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于超振荡透镜(6)静态光片的荧光显微成像系统，其特征在于：包括激发光发射装置、位于激发光发射装置一侧的超振荡透镜(6)、耗损光发射装置、位于耗损光发射装置一侧且与超振荡透镜(6)相对的光栅光阑(16)、位于超振荡透镜(6)和光栅光阑(16)之间供观测样品(8)放置的载物台(9)以及位于载物台(9)上方的成像装置；所述激发光发射装置发射偏振方向平行于超振荡透镜(6)狭缝方向的线偏振光，所述线偏振光经过所述超振荡透镜(6)，所述超振荡透镜(6)对经过的线偏振光的光场进行调控，通过调控产生朝向观测样品(8)所在方向发射的高能旁瓣(10)以及亚衍射极限光片(7)；所述耗损光发射装置发射平行耗损光束，所述平行耗损光束经过所述光栅光阑(16)，所述光栅光阑(16)将经过的平行耗损光束进行整形，整形后的平行耗损光束朝向观测样品(8)所在方向发射，所述的整形后的平行耗损光束为仅覆盖高能旁瓣(10)的平行耗损光束；所述亚衍射极限光片(7)对观测样品(8)进行荧光激发，激发出来的荧光被成像装置接收后并进行成像。

2.根据权利要求1所述的一种基于超振荡透镜(6)静态光片的荧光显微成像系统，其特征在于：所述亚衍射极限光片(7)的厚度小于衍射极限的厚度，且小于高斯光片的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种基于超振荡透镜(6)静态光片的荧光显微成像系统，其特征在于：所述激发光发射装置包括依次位于同一光轴上的激发光激光器(1)、第一扩束镜(2)、孔径光阑(3)、偏振片(4)以及反射镜(5)，所述激发光激光器(1)发射激发光光束到第一扩束镜(2)，第一扩束镜(2)将激发光光束整形为大直径的平行光束，平行光束再投射到孔径光阑(3)上，所述孔径光阑(3)用于对平行光束的直径进行调节，经过孔径光阑(3)的平行光束投射到偏振片(4)上，所述偏振片(4)用于将平行光束转化为偏振方向平行于超振荡透镜(6)狭缝方向的线偏振光，所述线偏振光经过所述反射镜(5)反射后垂直投射到所述超振荡透镜(6)上。

4.根据权利要求3所述的一种基于超振荡透镜(6)静态光片的荧光显微成像系统，其特征在于：所述耗损光发射装置包括依次位于同一光轴上的耗损光激光器(15)以及第二扩束镜(17)，所述耗损光激光器(15)发射耗损光光束到第二扩束镜(17)，第二扩束镜(17)将耗损光光束整形为大直径的平行光束，平行光束再投射到光栅光阑(16)上，经过光栅光阑(16)的平行光束被整形为仅覆盖高能旁瓣(10)的平行光束。

5.根据权利要求4所述的一种基于超振荡透镜(6)静态光片的荧光显微成像系统，其特征在于：所述成像装置包括依次位于同一光轴上的物镜(11)、滤波片(12)以及CCD相机(13)，所述亚衍射极限光片(7)位于所述物镜(11)的焦距位置，所述亚衍射极限光片(7)对观测样品(8)进行荧光激发，激发出来的荧光被物镜(11)采集，然后经过滤波片(12)滤波，最后被CCD相机(13)捕获。

6.一种基于超振荡透镜(6)静态光片的荧光显微成像方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：

S1、激发光激光器(1)发射激发光光束到第一扩束镜(2)，激光光束通过第一扩束镜(2)被整形为大直径的平行光束；

S2、经过第一扩束镜(2)的平行光束投射到孔径光阑(3)上；

S3、经过孔径光阑(3)的平行光束投射到偏振片(4)上，将平行光束转化为偏振方向平行于超振荡透镜(6)狭缝方向的线偏振光；

S4、所述线偏振光经过反射镜(5)的反射，垂直投射到超振荡透镜(6)上，超振荡透镜(6)对线偏振光的光场进行调控，在超振荡透镜(6)的后方产生高能旁瓣(10)以及亚衍射极限光片(7)；

S5、耗损光激光器(15)发射耗损光光束，耗损光光束经过第二扩束镜(17)被整形为大直径的平行光束，平行光束再投射到光栅光阑(16)上，经过光栅光阑(16)的平行光束被整形为仅覆盖高能旁瓣(10)的平行光束；

S6、驱动载物台(9)使观测样品(8)产生步进式移动，使亚衍射极限光片(7)对观测样品(8)进行扫描，亚衍射极限光片(7)对观测样品(8)进行荧光激发，激发出来的荧光被物镜(11)采集，然后经过滤波片(12)滤波，最后被CCD相机(13)捕获。