[发明专利]一种双通道超光谱显微成像装置及获取不同阶段光谱信息方法

说明书

本发明涉及一种双通道超光谱显微成像装置及获取不同阶段光谱信息方法。装置由成像对象、倒置光学显微镜、光准直系统、声光滤波系统、光分束器、光谱检测系统、成像系统以及计算机控制与分析系统组成，成像对象、倒置光学显微镜、光准直系统、双通道声光滤波系统、光分束器依次连接，光谱检测系统、成像系统分别与光分束器、计算机控制与分析系统相连，同时计算机控制与分析系统还与双通道声光滤波系统相连。成像对象成像后进入光准直系统并进行缩束和准直；双通道声光滤波系统进行声光滤波；光分束器将滤波光束分为两束光，并送至计算机控制与分析系统，完成分析以及存储，同时提取成像对象两个不同波段处的光谱。

技术领域

本发明涉及一种光学显微成像领域，具体说是一种双通道超光谱显微成像装置及获取不同阶段光谱信息方法。

背景技术

利用光学显微成像方法可以获取目标对象的可视化显微信息，对于医疗健康、农业生产、物理学、化学以及材料学等等领域都有着十分重要的意义。光学显微成像手段多种多样，并且都具有各自的特点和优势。比如，相称显微成像法利用相差技术可以对光透明介质进行高对比度成像,为细胞等透明物体显微成像提供了一种新方法。但是利用相称显微成像法在成像过程中,会有晕轮效应以及相位反转问题,另外,相称显微成像法对样品的厚度有要求，一般不能超过5微米，这极大限制了相称显微法的应用领域。双光子荧光显微成像技术空间分辨率高，可以达到微米量级，激发光源为红外波段长波激光，对生物组织的光损伤小。但双光子荧光显微成像技术，机制复杂，对激光器的性能要求高，设备十分昂贵，并且成像的深度有限，一般在毫米量级，因此，其实际应用前景还不明朗。另外，激光扫描共聚焦显微成像技术，成像的分辨本领比普通的光学显微镜高，成像中杂散光和衍射光可以得到有效的抑制，成像质量好。但是，成像过程中，容易对生物组织造成光损伤，不适合活体组织的成像。

将声光滤波技术与光学显微成像技术相结合，可以实现成像对象的超光谱显微成像，该方法可以同时获取成像对象的高分辨率图像信息与光谱信息，激发光源为普通宽带光，不需要激光作为光源。论文《The visible to the near infrared narrow bandacousto-optic tunable filter and the hyperspectralmicroscopic imaging onbiomedicine study》和专利（一种显微超光谱成像系统）提出了基于声光滤波技术的超光谱显微成系统。该技术克服了传统光学显微成像无法获取成像对象光谱信息的不足。目前，基于声光滤波的超光谱显微成像过程中，虽然可以同时获取成像对象的图像和光谱信息，但是获得的光谱为单一波段，每一幅超光谱显微图像只包含成像对象某一特定波段的信息，这限制了超光谱技术对成像对象的光谱信息提取能力，势必会影响对成像对象的结构识别及其成分分析。

因此，如何同时提取成像对象不同波段的光谱信息，在一幅超光谱显微图像中获取成像对象更丰富的光谱信息，是超光谱显微成像领域关心的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，在基于声光滤波技术的超光谱显微成像中，采用双通道射频源输出两个不同频率的射频信号，同时驱动声光滤波器，同时获得具有不同中心波长的两个声光滤波信号，在同一幅超光谱显微图像上就可以同时获取成像对象在两个不同波段的光谱信息。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：装置由成像对象、倒置光学显微镜、光准直系统、双通道声光滤波系统、光分束器、光谱检测系统、成像系统以及计算机控制与分析系统组成，成像对象、倒置光学显微镜、光准直系统、双通道声光滤波系统、光分束器依次连接，光谱检测系统、成像系统并联连接后分别与光分束器、计算机控制与分析系统相连，同时计算机控制与分析系统还与双通道声光滤波系统相连。