[发明专利]一种基于双光子显微镜的电动平移装置及该装置的二维螺旋扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双光子显微镜的电动平移台二维扫描技术，属于电动平移台自动化控制领域。

背景技术

随着生物、医学、微电子、半导体制造等微观领域的科学研究不断地深入，对显微成像技术的要求也越来越高，不仅需要对物体表面形貌和光学特性进行分析，而且更需要对它内部的多层面进行三维观察与处理。双光子显微镜应运而生，它是结合了共聚焦激光扫描显微镜和双光子激发技术的一种新技术，它成为研究这些微观领域和三维高密度存储及其微细加工的重要工具。例如在应力加载细胞培养中，需要长时间定期观察细胞形态的变化，并进行细胞自动识别、计数工作，观察区域较大，为了研究不同应力分布下细胞生长情况，还需要较精确的定位，以便了解细胞生长与应力分布的关系。传统的手动控制显微镜平移台对操作者来讲难以达到X-Y平面的高精度扫描观察，但是如果在观察显微标本的其中一小部分局部区域之前能够先通过人眼经验确定大概位置，再通过显微镜电动平移台1的自动机械扫描来观察，将期望提高扫描位置的精确性。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统手动控制平移台扫描位置精确性差的问题，提供一种基于双光子显微镜的电动平移装置及该装置的二维螺旋扫描方法。

本发明所述的一种基于双光子显微镜的电动平移装置包括电动平移台1、控制器2、RS232接口3、计算机4和手动摇杆及显示装置5，所述计算机4通过RS232接口3与控制器2的第一控制信号输入端连接，手动摇杆及显示装置5的控制信号输出端与控制器2的第二控制信号输入端连接，控制器2的显示信号输出端与手动摇杆及显示装置5的显示信号输入端连接，所述控制器2的控制信号输出端与电动平移台1的控制信号输入端连接。

本发明所述的一种基于双光子显微镜的电动平移装置的二维螺旋扫描方法通过以下步骤实现：

步骤一、将双光子显微镜固定在电动平移台1上，将待扫描物体放置在双光子显微镜的载物台上，摇动手动摇杆及显示装置5的摇杆使双光子显微镜的激光点落在被扫描区域的中心；执行步骤二；

步骤二、进行串口配置、状态配置和螺旋扫描参数设定，所述状态配置包括设定步长B和分辨率RES，螺旋扫描参数设定包括设定扫描半径R和扫描中心坐标值(x，y)，j＝0；执行步骤三；

步骤三、判断电动平移台1的实际位置坐标是否为(-R+x，-R+y)；如果判断结果为否，执行步骤四；否则，执行步骤十三；

步骤四、计算机4计算右边界点横坐标值X_Rj；执行步骤五；

步骤五、计算机4控制电动平移台1向右移动直至电动平移台1的实际位置的横坐标值为X_Rj；执行步骤六；

步骤六、计算机4计算前边界点纵坐标值Y_Fj；执行步骤七；

步骤七、计算机4控制电动平移台1向前移动直至电动平移台1的实际位置的纵坐标值为Y_Fj；执行步骤八；

步骤八、计算机4计算左边界点纵坐标值X_Lj；执行步骤九；

步骤九、计算机4控制电动平移台1向左移动直至电动平移台1的实际位置的横坐标值为X_Lj；执行步骤十；

步骤十、计算机4计算后边界点纵坐标值Y_Bj；执行步骤十一；

步骤十一、计算机4控制电动平移台1向后移动直至电动平移台1的实际位置的纵坐标值为Y_Bj；执行步骤十二；

步骤十二、j＝j+1；返回步骤三；

步骤十三、计算机4控制电动平移台1向右移动直至电动平移台1的实际位置的横坐标值为-R+x，扫描结束；

步骤四中所述的右边界点横坐标值X_Rj是通过公式：

X_Rj＝X_Lj+(2j+1)×B×RES

计算获得；

步骤六中所述的前边界点横坐标值Y_Fj是通过公式：

Y_Fj＝Y_Bj+(2j+1)×B×RES

计算获得；

步骤八中所述的左边界点横坐标值X_Lj是通过公式：

X_Lj＝X_Rj-(2j+2)×B×RES；

计算获得；

步骤十中所述的后边界点横坐标值Y_Bj是通过公式：