[发明专利]用于同时多平面成像的系统、设备以及方法

说明书

一种系统包括生成光信号的光源，所述光信号包括具有第一重复率的一组脉冲。所述系统还包括多路复用器电路，所述多路复用器电路用于从所述光信号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n组脉冲，其中所述n组脉冲具有不同的偏振态并且具有所述第一重复率。所述系统还包括聚焦单元，所述聚焦单元将所述多路复用的光信号分成n个激励信号以激励样品。所述系统还包括物镜，所述物镜用于接收所述n个激励信号并照射所述样品。所述物镜和所述聚焦单元将所述n个激励信号中的每个激励信号共同聚焦在所述样品的不同焦平面上，以生成响应信号。所述系统还包括多路分解器电路，所述多路分解器电路用于基于所述响应信号生成n个发射信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月12日提交的标题为“METHOD AND APPARATUS FOR DUAL-PLANE REMOTE FOCUSING IMAGING”的美国临时申请号62/597,864以及于2018年11月2日提交的标题为“METHOD AND APPARATUS FOR DUAL-PLANE REMOTE FOCUSING IMAGING”的美国临时申请号62/754,722的优先权，上述申请的整个公开在此以引用方式并入。

技术领域

本公开总体涉及用于同时多平面成像的系统、设备以及方法。更具体地，本公开涉及用于采用多个远程聚焦单元来使能够迅速获取图像的系统、设备以及方法。

背景技术

双光子激光扫描显微镜法(TPLSM)提供散射介质中结构的高分辨率、高对比度图像。参见例如美国专利公开号2017/0123196。例如，在双光子显微镜中，如美国专利9,638,909所述，使用远程聚焦单元来快速调节成像体积中的Z位置。然而，双光子显微镜中的成像速度受到光栅扫描速率的限制，从而限制了可以以足够的时间分辨率连续成像的目标区域的数量。

发明内容

在一些实施方案中，一种系统包括生成光信号的光源，该光信号包括具有第一重复率的一组脉冲。所述系统还包括光多路复用器电路，该光多路复用器电路用于接收光信号并生成多路复用的光信号，该多路复用的光信号包括具有第二重复率的一组脉冲。第二重复率是第一重复率的n倍。具有第二重复率的该组脉冲包括n组脉冲，所述n组脉冲中的每组脉冲具有与n组脉冲中的每个其他组不同的偏振状态并且具有第一重复率。系统还包括聚焦单元，该聚焦单元用于接收多路复用的光信号并将多路复用的光信号分成一组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n组脉冲中的一组脉冲。系统还包括物镜，该物镜用于接收该组n个激励信号并照射样品。物镜和聚焦单元将该组n个激励信号中的每个激励信号共同聚焦在样品的与该组n个激励信号中的每个其他激励信号不同的焦平面上，以生成响应该组n个激励信号的响应信号。系统还包括电子多路分解器电路，该电子多路分解器电路用于基于响应信号分离来自不同焦平面的发射，以生成一组n个发射信号，该组n个发射信号中的每个发射信号对应于该组n个激励信号中的一个激励信号。

在一些实施方案中，一种方法包括：生成包括具有第一重复率的一组脉冲的光信号，其中第一重复率是第二重复率的n倍。具有第二重复率的该组脉冲包括n组脉冲，所述n组脉冲中的每组脉冲具有与n组脉冲中的每个其他组不同的偏振状态并且以第一重复率操作。方法还包括：将光信号分成一组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n组脉冲中的一组脉冲。方法还包括：将该组n个激励信号中的每个激励信号聚焦到样品的与该组n个激励信号中的每个其他激励信号不同的焦平面，以生成响应该组n个激励信号的响应信号。方法还包括：将响应信号中来自不同焦平面的发射分离成一组n个发射信号，该组n个发射信号中的每个发射信号对应于该组n个激励信号中的一个激励信号。