[发明专利]多光束阵列多光子重扫描显微成像装置

说明书

本发明提供一种多光束阵列多光子重扫描显微成像装置，包括：光源模块，用于产生能用于多光子激发的激光；分束器，用于将激光转化为多束呈等角间距的二维激光阵列；二维扫描头，用于对二维激光阵列进行扫描；聚焦模块，用于将二维激光阵列转化为多束等间距的二维聚焦光斑阵列聚焦至样本，以激发荧光或产生多光子高阶谐波信号；重扫描模块，用于使荧光或多光子高阶谐波信号入射至二维扫描头，以进行重扫描；成像模块，用于收集重扫描后的荧光或多光子高阶谐波信号并进行成像。本发明提出的装置，通过荧光或多光子高阶谐波信号入射至同一个二维扫描头，从而实现了重扫描，提高空间分辨率。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种多光束阵列多光子重扫描显微成像装置。

背景技术

随着科学技术的发展，光学显微成像技术已经成为生物学、医学及其相关交叉学科研究中重要的技术和测量手段。由于光学显微成像技术具有无损伤、非侵入性、快速获取等特点，非常适合于活细胞和生物组织以及非生物体系的成像，具有其它技术无法替代的优势。因此，近年来光学显微成像技术一直是技术发展的前沿与热点，并不断取得新的发展与突破，其发展趋势是更高的空间分辨率、更快的速度以及动态生物信息获取等。

因此，如何显著提高显微成像的时间与空间分辨率，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种多光束阵列多光子重扫描显微成像装置。

本发明提供一种多光束阵列多光子重扫描显微成像装置，包括：

光源模块，用于产生能用于多光子激发的激光；

分束器，用于将所述激光转化为多束呈等角间距的二维激光阵列；

二维扫描头，用于接收所述多束呈等角间距的二维激光阵列，并对所述多束呈等角间距的二维激光阵列进行扫描；

聚焦模块，用于将扫描后的所述多束呈等角间距的二维激光阵列转化为多束等间距的二维聚焦光斑阵列，并聚焦至样本，以激发荧光或产生多光子高阶谐波信号；

重扫描模块，用于收集所述荧光或多光子高阶谐波信号，并使所述荧光或多光子高阶谐波信号入射至所述二维扫描头，以进行重扫描；

成像模块，用于收集重扫描后的荧光或多光子高阶谐波信号并进行成像；

其中，所述荧光或多光子高阶谐波信号的重扫描角度与所述多束呈等角间距的二维激光阵列的扫描角度成比例。

优选地，所述荧光或多光子高阶谐波信号的扫描角度与所述多束呈等角间距的二维激光阵列的扫描角度成比例，具体为：

所述荧光或多光子高阶谐波信号的扫描角度为所述多束呈等角间距的二维激光阵列的扫描角度的2倍。

优选地，所述分束器包括扩束器、二维光整形元件和扫描透镜。

优选地，所述二维光整形元件包括：微透镜阵列、空间光调制器、数字微透镜或衍射光学元件。

优选地，所述聚焦模块包括沿激光光路方向依次设置的：第一扫描透镜、第一成像透镜、第一二向色镜、物镜。

优选地，所述重扫描模块包括沿探测光路方向依次设置的：物镜、反射单元、第二成像透镜、第二扫描透镜、第二二向色镜和二维扫描头。

优选地，所述成像模块包括沿探测光路方向依次设置的：所述二维扫描头、第三二向色镜、第三成像透镜和相机。

优选地，所述相机的单个像素的物理尺寸满足香农抽样定理，所述单个像素的物理尺寸不大于空间分辨率的1/2。

优选地，所述二维扫描头包括共振-振镜扫描头、振镜-振镜扫描头或压电-压电扫描头。