[发明专利]一种具有轴向高分辨率的三差动共焦显微镜成像方法及成像装置

摘要

一种具有轴向高分辨率的三差动共焦显微镜成像方法及成像装置，通过三差动探测改进原有共焦显微镜的轴向分辨率。系统光路中，利用针孔轴向微位移装置改变共焦显微镜光探测处针孔的轴向位置，实现信号的三差动探测。本发明在保证针孔位移量的稳定性的同时，提高了分辨能力，且实现简单。

主权项

1.一种具有轴向高分辨率的三差动共焦显微镜成像方法，其特征在于实现步骤如下：(1)将光探测处针孔固定在针孔轴向微位移装置一端上，针孔轴向微位移装置另一端固定在基板上；由信号同步装置控制针孔轴向微位移驱动装置发出驱动信号，驱动针孔轴向微位移装置改变光探测处针孔位置，依次将针孔置于共焦显微镜的光学系统中集光透镜焦点处、焦后u_m处和焦前u_m处，其中u_m为针孔距集光透镜焦点距离的归一化光学坐标；(2)信号同步装置实现被测样品扫描信号、针孔轴向微位移装置驱动信号，数据采集装置触发信号的同步，保证在光探测处针孔移动后，再对被测样本逐点扫描，并同时采集信号；(3)在步骤(1)中上述针孔的三个位置，即光探测处针孔分别位于集光透镜焦点处、焦后u_m处和焦前u_m处时，由信号同步装置控制针孔轴向微位移驱动装置产生的周期驱动信号f_d(t)为：fd(t)=E,0<t≤T/30,T/3<t≤2T/3-E,2T/3<t≤T]]>其中T为驱动信号的周期即采集三幅图像所需时间，E为信号的幅度，t为采样时间，当0＜t≤T/3时，光探测处针孔处在集光透镜焦后u_m处，此时采集图像I₂(v，u，-u_m)；当T/3＜t≤2T/3时，光探测处针孔处在集光透镜焦点处，此时采集图像I₁(v，u，0)；当2T/3＜t≤T时，光探测处针孔处在集光透镜焦前u_m处，此时采集图像I₃(v，u，+u_m)；其中u为轴向归一化光学坐标，v为横向归一化光学坐标；(4)将I₁(v，u，0)减I₂(v，u，-u_m)得到两幅图像之差I_A(v，u)，I₁(v，u，0)减I₃(v，u，+u_m)得到两幅图像之差I_B(v，u)，I₂(v，u，-u_m)减I₃(v，u，+u_m)得到两幅图像之差I_C(v，u)，由I_A(v，u)、I_B(v，u)、I_C(v，u)得到提高了轴向分辨率的图像I(v，u)：