[发明专利]光镊光片显微成像装置和方法

说明书

本发明涉及一种变焦光镊光片显微成像装置和方法，属于光学显微成像与光学操控技术领域。该装置包括：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。本发明在常规光镊显微系统中增加由偏振分光镜、四分之一波片、低孔径物镜、管镜和平面反射镜组成的轴向调焦装置，实现光镊光片显微镜中光镊焦面的轴向移动，从而抓取悬浮样品实现轴向移动，完成光片三维层析扫描成像。

技术领域

本发明属于光学显微成像与光学操控技术领域，涉及一种变焦光镊光片显微成像装置和方法。可实现光镊显微系统分离调焦，完成三维光片扫描成像。

背景技术

在常规物镜式光镊显微镜中，光镊装置与成像装置通常位于样品两侧，方便进行单独调焦，然而在某些需要引入其他环境变量的显微观测应用中(如在样品一侧加入辐射装置用于研究活细胞对辐射的响应机制)，要求光镊与成像装置位于样品同侧，此时，由于光镊与三维显微成像装置共用同一颗物镜，其焦面难以分离，无法实现三维扫描成像。在光镊系统中加入变焦镜头或DMD可以改变光镊的聚焦位置，解决上述问题，然而调制速度较慢或成本昂贵。

发明内容

本发明公开了一种变焦光镊光片显微成像装置和方法，该装置与方法同现有技术相比，不仅可以提高变焦与轴向层析速度，而且还可以降低观测成本。

本发明的目的是这样实现的：

变焦光镊光片显微成像装置，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、扩束镜柱面镜、管镜一和物镜一；

所述的光片探测模块按照光线传播方向依次为：物镜二、收集透镜、和CCD；

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、管镜三、管镜二、和物镜三；

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、传导光纤、准直镜、偏振分光镜、四分之一波片、物镜四和平面反射镜；

所述的光镊聚焦模块、光镊轴向调焦模块共用偏振分光镜；

物镜一的下方设置被测样品。

进一步地：所述的被测样品为培养皿中微米级或纳米级悬浮细胞或颗粒状待测样品；

进一步地：上述的变焦光镊光片显微成像装置和方法，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，利用物镜三夹持待测样品；光片照明模块发射单色激光波长介于350nm-700nm，利用物镜一形成片状光照明被测样品；

进一步地：上述的变焦光镊光片显微成像装置和方法，其特征在于偏振分光镜反射光偏振方向同激光器二入射光偏振方向相同；

进一步地：上述的变焦光镊光片显微成像装置和方法，其特征在于平面反射镜轴向移动范围等于物镜三的焦深；

方案二：上述的变焦光镊光片显微成像装置和方法，成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、激光器一发出激发光，经过扩束镜之后形成平行光，平行光束经过柱面镜形成片状光，经过管镜一物镜一透射后在被测样品上形成片状光，所述的片状光激发样品焦平面发出荧光；

步骤b、激光器二发出激光经偏振分光镜过四分之一波片和物镜四透射到平面反射镜产生反射激光，反射激光经四分之一波片偏振分光镜管镜三管镜二和物镜三形成聚焦光斑夹住被测样本中悬浮颗粒；