[实用新型]一种光片照明显微镜照明系统

说明书

本实用新型属于显微成像技术领域，具体涉及一种光片照明显微镜照明光路；提供一种可变光片厚度和长度的光片照明显微镜照明系统：由物侧至像侧依次包括沿着光轴排列的：激光光源、全球面镜的四组元机械无焦变倍扩束系统、柱透镜、显微物镜；从激光光源发出的光，经过无焦变倍扩束系统实现出射激光光束的变化，再通过一个与光轴成90°方向的柱透镜形成一种片层光，所形成的片层光再通过一个消像差显微物镜去消减由于柱透镜产生的像差，使得整个光片光强保持均匀性，可在不更换光片照明系统的情况下，实现对一定尺寸范围内的生物样本的观察。

技术领域

本实用新型属于显微成像技术领域，具体涉及一种光片照明显微镜照明光路。

背景技术

光片照明显微镜是一种新型的光学显微镜。与传统的荧光显微镜不同，光片照明显微镜的照明光路与荧光探测光路相互垂直。照明光束经过柱面透镜形成了在一定范围内厚度很薄、很均匀的片状光束，而探测光路在与照明光路垂直的方向进行探测成像，激发光束被限制在探测物镜焦面附近。光片照明显微镜成像的光毒性弱，成像速度快，适于进行活体组织三维成像与长时间实时成像，可以得到细胞和亚细胞水平的实时动态。因此，光片照明显微镜对于生命科学研究有非常重要的意义。

光片照明显微镜的层切能力主要由光片厚度决定，而其视场就是整个光片的长度。光片的3D图如附图1示，其厚度定义为激光通过照明物镜后的束腰大小(w)，视场为瑞利距离(L)、通光口径定义为光片高度(h)。观察不同尺寸的样本，要求的光片厚度和长度也有所不同。现有绝大多数的光片显微镜的光片厚度和长度是确定的，所以要想对不同尺寸样本观察就需要更换不同种类的光片显微镜，这极大地限制了光片照明显微镜的使用范围。由于光片的形状是和入射到柱面镜的激光束的宽度有关，本专利提出一种基于全球面的无焦变倍扩束系统的设计以获得厚度和长度连续变化的光片的新方法，使得在一个光片照明显微镜上做到对一定范围内不同尺寸样本的成像。

2011年G.Ritter等人^[1]设计了一款全柱面镜的无焦变倍扩束系统，其扩束比为6.3，并将其应用于光片照明显微镜中，实现了对不同尺寸样本观察。但是由于其全柱面镜系统所实现的扩束比较小，不能满足大范围内使用。而且由于整个系统为全柱面镜，在装调和加工方面也加大了难度，增加了制造成本。

[1]G,Ritter,Jan-Hendrik,Spille,Tim,Kaminski,and,Ulrich,Kubitscheck*.A cylindrical zoom lens unit for adjustable optical sectioningin light sheet microscopy[J].OSA,2010,2(138857):185-193。

2010年长春理工大学刘焕宝、安志勇等人研制了一款扩束比为2-12的三组元变焦扩束系统主要应用于激光雷达和激光测距仪中^[2]。虽然也实现了对激光的扩束，但是由于该系统的总长随着扩束比变化而变化，不能应用于光片荧光照明显微镜中。

[2]刘焕宝,安志勇,高瑀含,肖作江.一种激光变焦扩束光学系统设计[J].长春理工大学学报(自然科学版),2010,33(04):43-45。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在不更换光片照明系统的情况下，实现对一定尺寸范围内的生物样本的观察。