[实用新型]采用两种不同声速的声光偏转器的双光子显微镜

说明书

本实用新型公开了一种采用两种不同声速的声光偏转器的双光子显微镜，包括高速扫描单元，所述高速扫描单元包括沿光路依次设置的三棱镜、竖直轴光偏转器和水平轴声光偏转器，其中，竖直轴光偏转器和水平轴声光偏转器的声速不相等。本实用新型使用快声速声光偏转器(声速大于3000m/s)进行快轴扫描，使用慢声速声光偏转器(声速小于1000m/s)进行慢轴扫描；两种声光偏转器协同完成二维的高速激光扫描，最终能在250×40图像像素下实现10000帧每秒的成像速度。本实用新型可应用于激光扫描显微成像、激光显示与记录系统、激光打印、激光加工等领域，具有很好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及激光扫描技术领域，特别涉及一种采用两种不同声速的声光偏转器的双光子显微镜。

背景技术

随着生物领域神经科学研究的发展,神经科学家对神经元及其突起的功能研究越来越多。特别是神经元的突起，如树突、轴突，负责神经元信号的传入传出功能，是构成神经回路的重要组成部分。

神经突起的特点是形状细长，并且功能响应速度快。为了更好地研究神经突起的功能，神经科学家们对激光扫描显微成像速度的要求越来越高，希望能更准确的记录神经突起的功能活动信号。

在文献“Chen X,et al.LOTOS-based two-photon calcium imaging ofdendritic spines in vivo.Nat Protoc.2012,7(10):1818-29.”中提出了一种使用慢声速声光偏转器(AOD)和检流计镜(Galvo)作为扫描器组合的双光子显微镜，实现了在250×80图像像素下实现1000帧每秒的成像速度，成功记录了神经元树突和树突棘的钙功能信号。该方法一方面利用了声光偏转器扫描速度快的特点；一方面针对树突细长的形状特点，不采用行列相等的正方形二维扫描方式，而采用行列不相等的长方形二维扫描方式，即采用 250×80像素，让树突条沿着长边进行成像，减少了无用的扫描时间。

钙功能信号虽然能间接反映神经膜电位变化，但直接反映膜电位变化的电压敏感染料测量神经突起活动更准确，响应速度也更快，这就对成像速度提出了更高的要求，最好能达到5000～10000帧每秒的成像速度。

由于声光偏转器的扫描速度受限于渡越时间，或者说是由其晶体材料的声速(声波传播速度)决定的；声速越快，扫描速度越快，但扫描范围会越小。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用两种不同声速的声光偏转器组合进行二维高速扫描成像的双光子显微镜。本实用新型提出了一种采用两种不同声速的声光偏转器的双光子显微镜，用快声速声光偏转器替代慢声速声光偏转器，用慢声速声光偏转器替代机械式检流计镜galvo，最终能在250×40图像像素下实现10000帧每秒的成像速度。

本实用新型采用的技术方案是：一种采用两种不同声速的声光偏转器的双光子显微镜，包括高速扫描单元，所述高速扫描单元包括沿光路依次设置的三棱镜、竖直轴光偏转器和水平轴声光偏转器，其中，竖直轴光偏转器和水平轴声光偏转器的声速不相等。

优选的是，所述竖直轴光偏转器和水平轴声光偏转器中的一个为快声速声光偏转器，其声速大于3000m/s；另一个为慢声速声光偏转器，其声速小于1000m/s。

优选的是，所述竖直轴光偏转器为快声速声光偏转器，水平轴声光偏转器为慢声速声光偏转器。

优选的是，所述竖直轴光偏转器为慢声速声光偏转器，所述水平轴声光偏转器为快声速声光偏转器。

优选的是，还包含飞秒激光器、扩束器、光强调制器、光学透镜组、物镜、二向色片、滤光片、荧光探测器及电控组件。