[发明专利]光镊光片显微成像装置和方法

权利要求书

1.一种光镊光片显微成像装置，其特征在于，包括：光片照明模块、光片探测模块、光镊聚焦模块和光镊轴向调焦模块：

所述的光片照明模块按照光线传播方向依次为：激光器一(1)、扩束镜(2)、柱面镜(3)、管镜一(4)和物镜一(5)；

所述的光片探测模块按照光线传播方向依次为：物镜二(7)、滤光片(20)、收集透镜(8)、和CCD(9)；

所述的光镊聚焦模块按照光线传播方向依次为：偏振分光镜(13)、管镜三(12)、管镜二(11)、和物镜三(10)；

所述的光镊轴向调焦模块按照光线传播方向依次为：激光器二(19)、传导光纤(18)、准直镜(17)、偏振分光镜(13)、四分之一波片(14)、物镜四(15)和平面反射镜(16)；

所述的光镊聚焦模块、光镊轴向调焦模块共用偏振分光镜(13)；

被测样品(6)为培养皿中微米级或纳米级悬浮细胞或颗粒状待测样品；

所述的光镊轴向调焦模块中激光器二(19)发出激光，经过传导光纤(18)和准直镜(17)形成平行光，经过偏振分光镜(13)反射，再经过四分之一波片(14)和物镜四(15)出射到平面反射镜(16)，光线经平面反射镜反射后再次先后经过物镜四(15)和四分之一波片(14)，透过偏振分光镜(13)后进入光镊聚焦模块。

2.根据权利要求1所述的一种光镊光片显微成像装置，其特征在于光镊轴向调焦模块发射单色激光波长介于750nm-900nm之间，利用物镜三(10)夹持被测样品(6)；光片照明模块发射单色激光波长介于350nm-700nm，利用物镜一(5)形成片状光照明被测样品(6)。

3.根据权利要求1所述的一种光镊光片显微成像装置，其特征在于偏振分光镜(13)反射光偏振方向同激光器二(19)入射光偏振方向相同。

4.根据权利要求1所述的一种光镊光片显微成像装置，其特征在于平面反射镜(16)轴向移动范围等于物镜三(10)的焦深。

5.一种光镊光片显微成像方法，该方法是基于权利要求1中所述的光镊光片显微成像装置实现的，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、激光器一(1)发出激发光，经过扩束镜(2)之后形成平行光，平行光束经过柱面镜(3)形成片状光，经过管镜一(4)、物镜一(5)透射后在被测样品(6)上形成片状光，所述的片状光激发样品焦平面发出荧光；

步骤b、激光器二(19)发出激光经偏振分光镜(13)过四分之一波片(14)和物镜四(15)透射到平面反射镜(16)产生反射激光，反射激光经四分之一波片(14)、偏振分光镜(13)、管镜三(12)、管镜二(11)和物镜三(10)形成聚焦光斑夹住被测样本中悬浮颗粒；

步骤c、设置平面反射镜(16)初始位置位于物镜四(15)的准焦面②，则光镊聚焦位置位于物镜三(10)的准焦面②’，设置平面反射镜(16)轴向扫描范围D1+D2，则对应光镊聚焦光斑轴向扫描范围为D1’+D2’，平面反射镜(16)位置与光镊聚焦位置对应关系为D1/D1’＝D2/D2’＝(M₁M₂)²；所述D1为平面反射镜(16)远焦位移，D1’为光镊聚焦位置近焦位移，D2为平面反射镜(16)近焦位移，D2’为光镊聚焦位置远焦位移，M1为物镜四(15)与管镜三(12)的焦距比值，M2为管镜二(11)与物镜三(10)的焦距比值；

步骤d、设置扫描层数为N，则平面反射镜(16)扫描步进为(D1+D2)/N，光镊聚焦光斑扫描步进为(D1’+D2’)/N，从而实现快速三维层析扫描。