[发明专利]一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统及其成像方法

权利要求书

1.一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统，其特征在于：所述系统包括：可调谐飞秒激光源Tsunami(1)、生物显微镜(2)、光谱仪(3)、光电倍增管(4)、光电二极管(5)、数据采集卡(6)、电动平移台(7)、电动平移台控制器(8)、计算机(9)和分束片(10)；所述生物显微镜(2)包括反射镜M1(11)、反射镜M2(12)、二向色镜(13)、发射滤波片(14)、物镜(15)和聚光器(16)；

所述可调谐飞秒激光源Tsunami(1)产生的激光经过分束片(10)对激光进行分束，分别进入生物显微镜(2)和光谱仪(3)，光谱仪(3)用于监控可调谐飞秒激光源Tsunami(1)的工作状态，激光进入生物显微镜(2)经反射镜M1(11)反射进入二向色镜(13)，通过物镜(15)打到电动平移台(7)上的样品，然后一部分激光穿过样品，经聚光器(16)聚焦，反射镜M2(12)反射，进入光电二极管(5)采集透射信号，把透射信号转换为电信号；另一部分激光返回物镜(15)，通过二向色镜(13)，经发射虑波片(14)滤除杂波，进入光电倍增管(4)采集荧光信号，把荧光信号转换为电信号；光电倍增管(4)和光电二极管(5)的数据传入数据采集卡(6)，数据采集卡(6)的数据传入计算机(9)，计算机(9)通过电动平移台控制器(8)控制电动平移台(7)移动，电动平移台(7)位于聚光器(16)和物镜(15)间，由两个表面平坦且相互正交垂直的X轴平移台和Y轴平移台组成；计算机控制电动平移台以完成成像。

2.根据权利要求1所述一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统，其特征在于：所述发射滤波片(14)由带通滤波片和红外截止滤波片构成，带通滤波片位于靠近二向色镜(13)的一侧，红外截止滤波片位于靠近光电倍增管(4)的一侧。

3.根据权利要求1或2所述一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统，其特征在于：所述可调谐飞秒激光源Tsunami产生的激光是中心波长为800nm、重频为82MHz、脉宽为50fs的超短脉冲锁模激光。

4.根据权利要求1、2或3所述一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统，其特征在于：所述可调谐飞秒激光源Tsunami(1)水平射出，分束片(10)轴向竖直放置，与可调谐飞秒激光源Tsunami(1)同轴设置，表面与光线成45°；反射镜M1(11)、反射镜M2(12)、电动平移台(7)、物镜(15)和聚光器(16)同轴设置，与可调谐飞秒激光源Tsunami(1)水平射出和分束片(10)垂直设置，反射镜M1(11)、反射镜M2(12)轴向与地面成45°放置，表面与光线成45°；二向色镜(13)轴向与地面成45°放置，表面与光线成45°；物镜(15)和聚光器(16)同轴竖直放置；电动平移台(7)与地面成水平放置；发射滤波片(14)轴向竖直放置，表面与光线成90°；光线水平射入光电倍增管(4)、光电二极管(5)。

5.一种权利要求1所述飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统的成像方法，其特征在于：一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统的成像方法包括如下步骤：

步骤一、将可调谐飞秒激光源Tsunami发出的激光进行分束：一束激光通过多模光纤与光谱仪连接，从而监控可调谐飞秒激光源Tsunami的工作状态；另一束激光与生物显微镜连接，用来激励样品；

步骤二、光束经过生物显微镜的物镜后，光束分为前向透射光和后向出射光；

步骤三、前向透射光经过聚光器的收集后进入光电二极管，光电二极管输出的信号由数据采集卡进行采集；

步骤四、后向出射光被物镜收集后，通过二向色镜将激光与荧光分开，经发射滤波片后，进入光电倍增管进行探测采集荧光，光电倍增管输出的信号由数据采集卡进行采集；

步骤五、将数据采集卡采集的信息传输到计算机进行双光子荧光显微成像；

步骤六、计算机控制电动平移台以完成成像。

6.根据权利要求5所述一种飞秒激光双光子荧光生物显微成像系统的成像方法，其特征在于：所述步骤一中将实验样品放于显微镜的电动平移台上，光束经过显微镜的物镜照射在电动平移台上，从而完成对样品的激励操作。