[发明专利]用于同时多平面成像的系统、设备以及方法

权利要求书

1.一种用于同时多平面成像的系统，包括：

光源，所述光源用于生成光信号，所述光信号包括具有第一重复率的一组脉冲；

光多路复用器电路，所述光多路复用器电路用于接收所述光信号并生成多路复用的光信号，所述多路复用的光信号包括具有第二重复率的一组脉冲，其中所述第二重复率是所述第一重复率的n倍，其中具有所述第二重复率的所述一组脉冲包括n组脉冲，所述n组脉冲中的每组脉冲具有与所述n组脉冲中的每个其他组不同的偏振状态并且具有所述第一重复率；

聚焦单元，所述聚焦单元用于接收所述多路复用的光信号并将所述多路复用的光信号分割成一组n个激励信号，以激励样品，所述一组n个激励信号中的每个激励信号对应于所述n组脉冲中的一组脉冲；

物镜，所述物镜用于接收所述一组n个激励信号并照射所述样品，其中所述物镜和所述聚焦单元将所述一组n个激励信号中的每个激励信号共同聚焦到所述样品的与所述一组n个激励信号中的每个其他激励信号不同的焦平面上，以生成响应所述一组n个激励信号的响应信号；以及

电子多路分解器电路，所述电子多路分解器电路用于基于所述响应信号多路分解来自所述不同焦平面的发射，并且生成一组n个发射信号，所述一组n个发射信号中的每个发射信号对应于所述一组n个激励信号中的一个激励信号。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述物镜是第一物镜，所述聚焦单元包括n组聚焦光学器件，每组聚焦光学器件具有与其他组聚焦光学器件的纵轴不同的纵轴，并且设置所述一组n个激励信号中的一个激励信号的焦点，每组聚焦光学器件包括：

四分之一波片；

第二物镜；以及

聚焦反射镜，所述聚焦反射镜独立地调节对应激励信号的所述焦平面的位置。

3.如权利要求2所述的系统，其中n＝2，并且其中每组脉冲具有50％的占空比。

4.如权利要求1所述的系统，其中n＝2，所述多路复用器电路包括电光调制器和一组偏振分束器，用于接收所述光信号并生成所述两组脉冲作为第一组s偏振脉冲和第二组p极化脉冲。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述光源是在700nm至1000nm的波长下操作的激光源，并且其中所述第一重复率高达80MHz。

6.如权利要求1所述的系统，还包括在所述聚焦单元与所述物镜之间的光路中的扫描单元，所述扫描单元用于将所述一组n个激励信号中的每个激励信号在其在所述样品中的相应焦平面中扫描。

7.如权利要求1所述的系统，还包括在所述多路复用器电路与所述聚焦单元之间的光路中的扫描单元，所述扫描单元用于将所述n组脉冲中的每组脉冲在其在所述样品中的相应焦平面中扫描。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述n组脉冲包括第一组脉冲和第二组脉冲，还包括：

分束器，所述分束器被构造为分割所述第一组脉冲和所述第二组脉冲；

在所述分束器与所述聚焦单元之间的光路中的第一扫描单元，所述第一扫描单元用于接收所述第一组脉冲并在其在所述样品中的相应图像平面中扫描所述第一组脉冲；以及

在所述分束器与所述聚焦单元之间的所述光路中的第二扫描单元，所述第二扫描单元用于接收所述第二组脉冲并在其在所述样品中的相应焦平面中扫描所述第二组脉冲。

9.如权利要求1所述的系统，还包括检测器，所述检测器可通信地联接到所述多路分解器电路，以接收所述响应信号。

10.如权利要求9所述的系统，所述多路复用器单元包括延迟线，该延迟线用于在所述n组脉冲之间引入时间分离。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述时间分离基于：a)与所述n组脉冲中的每组脉冲关联的占空比；以及b)与响应于所述一组n个激励信号来自所述样品的荧光发射关联的衰减时间。