[发明专利]圆盘及其制作方法、结构光照明模式产生装置

说明书

技术领域

本发明涉光学显微镜领域，特别是涉及用于实现结构光照明的圆盘及其制作方法、结构光照明模式产生装置。 

背景技术

显微镜是现代科学研究必不可少的工具之一。光学显微成像由于其方便、直观的观测手段而倍受科研人员的喜爱。目前显微镜的制作工艺水平已经达到了很高的水准，但是“光学衍射极限”制约了成像分辨率的进一步提高。所谓“光学衍射极限”是指根据光的波动性原理而引起的系统分辨极限。在实际光学系统中，由于透镜孔径尺寸有限，光会产生衍射，理想物点经过系统所成的像不再是理想的几何像点，而是一个有一定大小的光斑（艾里斑）。当两个物点非常接近以至于其像斑重叠在一起时，就不能分辨出两个物点的像了，即光学系统存在着一个分辨极限。目前普通宽场光学显微镜无法分辨尺度在200nm以下的物体。与此同时，由于普通宽场显微镜不具备深度分辨能力（又称光学切片能力），在对焦平面成像的同时也掺和了焦面外的信息，大大降低成像系统的分辨率和对比度。科学研究的发展需要超高分辨的光学三维显微成像工具。 

2000年，美国加州大学的M.G.L.Gustafsson教授研发的结构光照明显微技术（Structure Illumination Microscopy，SIM），为超分辨的光学显微成像开辟了一条新的路径。这个技术采用横向调制光照明样品，利用调制照明光将高空间频率信号编码到低频图像中。当知道照明光场分布和最终的低频叠加条纹后，原来无法观测的、精细的图像就可以通过后期计算的方式获取。具体而言，对于横向分辨率的提高主要通过解算成像公式得来： 

D(r)=(S·I⊗H)(r)]]>

其中：D(r)为实际得到的图像，S(r)为目标图像，I(r)为周期形结构照明，H(γ)为系统响应。在频率域重建丢失信息，反解后得到超分辨图像。对于纵向分辨 率的提高主要通过联解三次横向移动的图像得到： 

Dp=(D1-D2)2+(D2-D3)2+(D3-D1)2]]>

其中，D_1、2、3为三次横向平移得到的图像，D_p为带有光学切片能力（纵向分辨率提高后）的图像。 

现有的结构光照明显微成像技术一般只有一个格栅，需要通过机械运动的方式来改变这个格栅位置和角度从而实现结构光照明，需要三次横向移动格栅获得图像，并旋转该格栅后再次重复横向移动格栅获得图像，操作繁琐，且由于格栅的移动和旋转要求很高的精度，所以需要高精度的平移和旋转装置以及信号反馈装置，导致整个系统造价昂贵。 

发明内容

基于此，有必要针对现有的结构光照明成像操作繁琐的问题，提供一种操作便捷的用于实现结构光照明的圆盘。