[发明专利]激光阵列扫描成像系统

说明书

本发明涉及扫描成像技术，提供一种激光阵列扫描成像系统，显微成像装置以及信号接收装置，还包括激光阵列产生装置，所述激光阵列产生装置包括接收准直后激光的相位板以及与所述相位板配合聚焦形成激光阵列的第一聚焦透镜，所述显微成像装置包括聚焦激光阵列至样品上的透镜组件以及反射携带样品信息的激光阵列二向色镜，所述信号接收装置包括接收所述二向色镜反射后激光阵列的第二聚焦透镜以及收集所述第二聚焦透镜透射光信号的探测器。本发明中通过利用相位板的激光阵列快速扫描成像技术，因其无损探伤、高分辨率、高成像速度、高性噪比以及三维层析探测的综合优势，在生物快速实时成像，活细胞检测等方面均有重要的应用价值和市场推广潜力。

技术领域

本发明涉及扫描成像技术，尤其涉及一种激光阵列扫描成像系统。

背景技术

显微镜作为人类历史上最伟大的发明之一，是人类进入原子时代的标志。显微镜的出现把人类带入到了一个微观的世界，人们借助显微镜能够观察到各种各样的微小的动物，植物乃至细胞组织结构。

而光学显微成像技术由于其无损、高分辨、应用简单等优点在近年来受到了越来越多的研究人员的关注。显微成像已成为生物学尤其是神经科学研究者中的重要技术，但其成像速度受到传统的单像素逐点扫描成像的限制，难以满足神经科学快速实时成像的需求。

常见的扫描成像方式有三种：(1)二维平移台(2)振镜扫描(3)空间光调制器。第一种方式是将物体固定在二维平移台上，二维平移台带动成像物体往复来回运动，进而进行单像素逐点扫描成像，成像速度比较低，通常需要数秒甚至数分钟来成一幅图像，远远不能满足快速成像的需要；第二种方式采用双轴振镜成像，这种方式也是使用最为普遍的，扫描的主要原理是通过正交的双轴振镜快速偏折射实现激发光光束的快速的x、y方向扫描，该扫描技术的扫描速度小于每秒10帧，不能满足快速实时成像的需求；第三种方式采用空间光调制器来调节空间光的相位，进而使得空间光进行偏折，从而单像素逐点扫描快速成像，使用高速空间光调制器扫描可以达到每秒30帧的成像速率，已经能够实现视频速度，这种方式存在一个严重的不足，虽然成像速率很高，但是相应地，激发光在每个像素点停留的时间太短，使图像的信噪比降低。

通过对以上三种常用的扫描方式的分析，高信噪比和快速成像不能同时满足的原因为：目前，对成像物体进行单像素点逐一二维扫描，从而导致成像耗时长(数秒，数分钟甚至数小时)、扫描成像区域小(亚毫米量级)。提高扫描速度要牺牲图像信噪比为前提，保证图像信噪比就要牺牲成像速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光阵列扫描成像系统，旨在用于解决现有的成像系统中信噪比较低的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种激光阵列扫描成像系统，显微成像装置以及信号接收装置，还包括激光阵列产生装置，所述激光阵列产生装置包括接收准直后激光的相位板以及与所述相位板配合聚焦形成激光阵列的第一聚焦透镜，所述显微成像装置包括聚焦激光阵列至样品上的透镜组件以及反射携带样品信息的激光阵列二向色镜，所述信号接收装置包括接收所述二向色镜反射后激光阵列的第二聚焦透镜以及收集所述第二聚焦透镜透射光信号的探测器。

进一步地，所述透镜组件包括接收所述第一聚焦透镜形成的激光阵列的第三聚焦透镜以及接收所述第三聚焦透镜透射光信号且聚焦激光阵列至样品上的第四聚焦透镜，所述二向色镜位于所述第三聚焦透镜至所述第四聚焦透镜之间的光路上，且所述第三聚焦透镜与所述第四聚焦透镜之间的光轴与所述二向色镜之间具有倾斜角。

进一步地，所述倾斜角为45度，所述第二聚焦透镜垂直于所述第三聚焦透镜。

进一步地，所述激光阵列产生装置还包括准直镜，且激光束经所述准直镜透射至所述相位板上。

进一步地，所述相位板上设置有若干厚区以及若干薄区，且所述厚区所述薄区相间设置。

进一步地，激光束透射所述厚区与透射所述薄区之间的相位差为π。