[发明专利]同步正交激光图像重建超分辨率显微镜

摘要

本发明涉及同步正交激光图像重建超分辨率显微镜。同步正交激光图像重建超分辨率显微镜；同步多幅偏振光图像重构；球差校正；动态旋转偏振光图像的获得；正交偏振图像成像处理；任意角度偏振光图像组的图像重构；旋转偏振光的产生。克服光波的衍射斑点对光学显微镜分辨率的影响，突破阿贝极限，颠覆现有的光的衍射极限无法突破的观点；为相关的研究提供另外一条路径，大大提高光学显微镜的分辨率；本显微镜的分辨率极限为光子直径，现在还不知道光子的直径，但肯定小于10－15米，由于光子无静止质量，测不准原理对光子成像精度影响更小，会有更高的精度。

主权项

1.同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：同步正交激光图像重构：交替利用同步水平偏振激光和垂直偏振激光透过样品；当同步水平偏振激光透过多级透镜组放大形成放大实像，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在光屏、CCD、CMOS或晶体感应板上形成放大实像1；接着同步垂直的偏振激光透过样品，经过多级透镜组放大，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在光屏、CCD、CMOS或晶体感应板上形成放大实像2；放大实像1与放大实像2图像相关性处理，相关性越强图像点灰度越大，相关性越弱图像的灰度越小，再经过图像滤波重构为新的超分辨率显微图像；水平的偏振激光与垂直的偏振激光交替循环透过样品，经过图像重构即可得到样品的动态超分辨率图像；同步多幅偏振光图像重构：同步偏振激光，每转动一个角度（转动角度可设置，转动一圈可形成360/转动角度幅图像），形成一幅透射的图像，将偏振光旋转一圈图像，形成一组（360/转动角度）幅偏振光图像，将一组偏振光图像通过计算机进行图像相关性处理，根据相关性强弱形成灰度图像，图像滤波，图像重建形成超分辨率显微图像；循环旋转偏振光并处理即得到动态样品的超分辨率图像；球差校正：多级透镜后加上球差校正部件，对成像的球差进行校正，形成更清晰的图像；或在放大透镜组中间加上球差校正部件对每一级的透镜放大图像进行球差校正，从而形成更高超分辨率显微图像；动态旋转偏振光图像的获得：同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由同一个激光器产生光源，通过偏振光滤波器滤波，使之成为偏振光；或通过偏振光滤波器对激光光源滤波，形成偏振光再透过旋光部件，对通过的偏振激光进行偏转，使之分时形成旋转偏振激光，分时透过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；或同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由激光器产生激光，由偏振光滤波器进行偏振光滤波，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；正交偏振图像成像处理：成像通过胶片曝光成像；或成像通过光屏显示；或成像通过CCD图像耦合器件获取图像信息，传送给计算机处理处理、存储、显示；或成像CMOS图像传感器获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或图像通过晶体感光板感应发光，再经过光学透镜放大，再形成分辨率更高的图像；任意角度偏振光图像组的图像重构：偏振光板2（105）可采用旋转偏光板，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块；控制偏振光板2（105）与偏振光板1或旋光模块（102）中的偏振光板1偏振方向一致；系统组成：激光光源（101），偏振光板1或旋光部件（102），多级光学透镜组（103），球差校正部件（104），偏振光板2（105），光屏或CCD或CMOS或晶体感光板（106），计算机（107）；激光光源（101）产生同步激光源；或激光光源（101）设计两个相互垂直的发光面和共振腔，一组发光面产生水平的偏振激光，另外一组发光面产生垂直的偏振激光，分时控制两个发光面，从而实现分时发出水平偏振激光和垂直偏振激光；旋转偏振光的产生：利用旋转偏振光圆片产生同步旋转偏振光、或电控液晶偏振光模块产生同步旋转偏振光、或电控晶体偏振光模块产生同步旋转偏振光、或电控旋光模块产生同步旋转偏振光。