[发明专利]激光扫描显微镜系统

说明书

本发明公开了激光扫描显微镜系统。该系统包括：锁模激光器单元，被配置为发射具有预定频率的激光束；间歇发光单元，被配置为以预定间歇发光周期间歇地发出从锁模激光器单元中发射的激光束；检测器，被配置为将荧光物质转换为电信号，该荧光物质接收间歇发出的激光束并且接着从对象中被激发；以及A/D转换单元，被配置为以与间歇发光周期同步的采样周期采样电信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年5月30日提交的日本在先专利申请JP2013-113572的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种激光扫描显微镜系统。

背景技术

例如，在现有技术中，日本专利第5007092号公开了这样一种扫描显微镜，其包括扫描对象并且在振荡脉冲频率与采样频率之间执行同步的扫描装置。

发明内容

近几年，由于利用半导体激光器的MOPA式光源，已经开发了具有100W以上的高输出的显微镜。然而，在其中生物对象为测量目标的情况下，强大的激光束不幸地损伤生物对象。

为了抑制对生物对象的损伤，降低激光束的平均功率并且增大峰值功率是有效的。因此，可以考虑通过间歇地发出激光束来抑制对生物对象的损伤。

然而，在激光扫描显微镜中，对象中的激发的荧光物质通过诸如PMT的检测器转换为电信号。然而，当间歇地发出激光束时，取决于转换后的A/D转换的采样的获取的图像可能不幸劣化。

在日本专利第5007092中，描述了在振荡脉冲频率与采样频率之间执行同步。然而，未提及执行间歇发光时的间歇发光周期。此外，在日本专利第5007092号中公开的技术中，甚至在执行高速采样与脉冲发光同步时，并没有实现提高分辨率并且难以增加信号量。

因此，希望在间歇地发出激光束时通过最佳采样由对象中激发荧光物质转换的电信号来抑制图像中的劣化。

根据本公开的实施方式，提供一种激光扫描显微镜系统，包括：锁模激光器单元，被配置为发射具有预定频率的激光束；间歇发光单元，被配置为以预定间歇发光周期间歇地发出从锁模激光器单元中发射的激光束；检测器，被配置为将荧光物质转换为电信号，该荧光物质接收间歇地发出的激光束并且接着从对象中被激发；以及A/D转换单元，被配置为以与间歇发光周期同步的采样周期采样电信号。

与采样和间歇发光相关的频率与相位可以是相同的。

锁模激光器单元可以发射用于双光子激发的激光束。

向A/D转换单元提供采样周期的采样信号以及向间歇发光单元提供间歇发光周期的间歇发光信号可以是相同的信号。

激光扫描显微镜系统可以进一步包括：采样信号产生单元，被配置为产生向A/D转换单元提供采样周期的采样信号，以及间歇发光信号产生单元，被配置为产生向间歇发光单元提供间歇发光周期的间歇发光信号。可以基于同一时钟产生采样信号与间歇发光信号。

锁模激光器单元或间歇发光单元可使激光束仅在预定有效发光周期期间入射到对象上。

激光扫描显微镜系统可进一步包括：第一检测镜，被配置为在对象的表面的第一方向上执行激光束扫描；第二检测镜，被配置为在与对象的表面的第一方向正交的第二方向上执行激光束扫描；以及检测镜控制单元，被配置为控制第一检测镜和第二检测镜。当在第一方向的扫描完成时，检测镜控制单元可以将激光束返回至第一方向的起始位置并且通过一行激光束在第二方向上执行扫描，以及然后可在第一方向上再次执行扫描。有效发光周期可以为在第一方向执行扫描的周期的至少一部分。

激光扫描显微镜系统可以进一步包括：低通滤波器，被配置为对从检测器中输出的电信号执行频带限制以及将电信号输入到A/D转换单元。低通滤波器可以按针对采样频率建立的奈奎斯特采样定理的方式执行频带限制。