[发明专利]一种用于点扫描激光共焦显微镜的面内扫描方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于生物、医疗、微纳制造等科学仪器用的光电探测技术领域，涉及激光共焦扫描显微镜的扫描方法，特别是一种用于点扫描激光共焦显微镜的面内扫描方法和系统。

背景技术

激光共焦扫描显微镜与普通显微镜相比，具有更高的分辨率和层析成像能力，广泛应用于生物、生命、医疗和微纳米制造以及材料等的科学仪器中。现有激光共焦扫描显微镜中的面内(X、Y)扫描方法多采用光束扫描方式，通常采用振镜等器件来实现X、Y扫描。而采用物体移动的扫描方式均为两维直线扫描。前者的好处是可以大大提高测量速度，但系统结构复杂，对光学系统质量要求苛刻；后者光路稳定，系统结构简单，同时由于只需考虑消除轴上点像差即可，因此光学系统成本降低，但扫描速度慢，难以实用化。

发明内容

针对上述现有技术创造的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种可用于点扫描激光共焦显微镜的面内扫描方法和系统，该方法同时具有机构简单，光路稳定，同时具有高的扫描速度。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种用于点扫描激光共焦显微镜的面内扫描方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

步骤一，首先将样品台、计算机和扫描共焦显微镜测量物镜构成激光共焦扫描显微镜的三维扫描系统，实现自动控制扫描；

步骤二，然后在样品台上对被测样品定位；

步骤三，三维扫描系统使样品台依次进行旋转、一维横向移动，直至被测样品扫描完一层，接着复位进行轴向扫描被测样品下一层；

步骤四，重复步骤三的过程，直至被测样品测量完毕。

扫描顺序可以是旋转扫描与横向扫描交替进行，也可以是同步协调进行。横向扫描指垂直于扫描共焦显微镜测量物镜光轴的任意一个方向(设为X方向)，轴向扫描指与前述光轴方向平行的方向(设为Z方向)。横向移动可以由直线运动机构如步进电机、伺服电机等实现，旋转可以由各种旋转机构如旋转电机等实现。轴向扫描可以是样品台移动，也可以是扫描共焦显微镜测量物镜移动，还可以是其它的轴向扫描方法。所述的扫描机构与计算机相连，实现自动控制扫描。本方法可适用于任何一种形式如反射式、透射式等的共焦扫描显微镜。

实现上述方法的系统，该系统包括光源系统和测量系统，其特征在于：

所述的光源系统包括有光源，在光源的光路上有第一滤光片、会聚透镜、第一针孔、准直透镜、中性滤光片、分光镜和观察系统；

所述的测量系统包括有显微物镜，显微物镜设有第二滤光片、集光透镜、第二针孔、光电探测器、放大电路；

测量系统的显微物镜和被测样品对准；

样品台用于放置被测样品，该样品台主要包括转动机构和X位移平台；若轴向扫描采用样品台移动，该扫描台还包括z向扫描机构(如附图1所示)，若轴向扫描采用测量物镜移动，该扫描台不包括Z向扫描机构；样品台与一计算机相连，计算机与测量系统的放大电路相连。

本发明在不改变光路的情况下，通过样品台的旋转、移动即可完成扫描，同时克服了以往扫描台存在的机构复杂，扫描速度慢的缺点。本发明主要应用于点扫描的激光共焦显微镜中，但也可用于类似的光点扫描测量系统中。

附图说明

图1为激光共焦扫描显微镜系统示意图。

图2为样品工作台横向扫描运动轨迹(面内扫描方法)示意图。

其中的标号分别表示：1、光源，2、第一滤光片，3、会聚透镜，4、第一针孔，5、准直透镜，6、中性滤光片，7、显微物镜，8、被测样品，9、分光镜，10、观察系统，11、第二滤光片，12、集光透镜，13、第二针孔，14、光电探测器，15、放大电路，16、计算机，17、z向扫描机构，18、转动机构，19、X位移平台。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及的扫描共焦显微镜测量物镜构成的激光共焦扫描显微镜系统，包括光源系统和测量系统；所述的光源系统包括有光源1，在光源1的光路上有第一滤光片2、会聚透镜3、第一针孔4、准直透镜5、中性滤光片6、分光镜9和观察系统10；

测量系统包括有显微物镜7，显微物镜7设有第二滤光片11、集光透镜12、第二针孔13、光电探测器14、放大电路15；

测量系统的显微物镜7和测样品10对准；

样品台用于放置被测样品10，该样品台主要包括z向扫描机构、转动机构和X位移平台；样品台与一计算机16相连，计算机16与测量系统的放大电路15相连。