[发明专利]多焦点结构光照明荧光成像系统

说明书

一种多焦点结构光照明荧光成像系统，包括：一光源；第一光芯片，包括一输入端与多个输出端，其中输入端与光源通过一光纤连接；第二光芯片，包括多个输入端与多个输出端，其中多个输入端与第一光芯片的多个输出端通过光纤逐一连接；一滤光片组，设置于第二光芯片输出端的光路延长线上；一透镜，设置于第二光芯片和滤光片组之间；一物镜，设置于滤光片组的一侧，其与滤光片组的连接线垂直于第二光芯片与滤光片组的连接线；一载物台，设置于物镜与滤光片组之间；一光电探测器，设置于滤光片组的另一侧，其与滤光片组的连接线垂直于第二光芯片与所述滤光片组的连接线；一成像透镜，设置于光电探测器与滤光片组之间。

技术领域

本发明涉及一种荧光显微成像系统，尤其涉及到一种多焦点结构光照明荧光成像系统。

背景技术

目前，现有技术中有多种可以突破光学衍射极限的光学荧光显微成像技术，包括：受激发射损耗显微技术、光激活定位显微技术、随机光学重构显微技术以及结构光照明显微技术等，其中结构光照明显微技术所采用的结构光照明分为正弦条纹、随机图样以及多焦点照明。

在现有实现多焦点结构光照明荧光成像的技术方案中，多采用空间光调制器实现激发光阵列点阵的投影和扫描，其利用空间光调制器能够准确且快速的调制激发光场的特性，在样品表面形成阵列点状激发，通过平移点阵，实现扫描样品成像，并通过相应的图像重构算法实现样品的荧光超分辨成像。

虽然基于空间光调制器实现结构光照明具有快速、准确的优点，但其器件成本较高，限制了结构光照明超分辨显微镜的广泛应用，此外，采用此种方案，还需要用准直好的激光光束以特点角度入射到空间光调制器上，这在一定程度上增加了系统的体积，同时由于空间光调制器本身对光的衍射效应，其对光能量的利用率不高。

因此，基于以上现有技术存在的问题，亟待研发一种能量利用率高、成本低且结构紧凑的光学成像系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种多焦点结构光照明荧光成像系统，以至少部分解决现有方法中存在的空间光调制器成本高、能量利用率低以及体积庞大的缺点。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种多焦点结构光照明荧光成像系统，包括：

一光源，所述光源为激光光源，用于发射光束，波长为400-1600nm，同时该光源可为单一波长的光源，或多个波长的集成光源；

第一光芯片，包括一输入端与多个输出端，其中所述输入端与所述光源通过一光纤连接，用于将所述光束进行分光形成多束出射光，并分别从多个输出端输出；

第二光芯片，包括多个输入端与多个输出端，其中所述多个输入端与所述第一光芯片的多个输出端通过光纤逐一连接，用于将所述第一光芯片的每束出射光分成多束，并分别从多个输出端输出，该第二光芯片的输出端面为平面，出射光为矩形点阵输出；

一滤光片组，设置于所述第二光芯片输出端的光路延长线上，用于将所述第二光芯片的出射光反射至待测物体，同时，待测物体所反射的激发光可以穿过该滤光片组至光电探测器；

一透镜，设置于所述第二光芯片和滤光片组之间，用于收集从所述第二光芯片输出的出射光；

一物镜，设置于所述滤光片组的一侧，其与所述滤光片组的连接线垂直于所述第二光芯片与所述滤光片组的连接线，用于投影激发光并采集待测物体发射的荧光；

一载物台，设置于所述物镜的聚焦面上，用于放置待测物体，该载物台为三维精密电动位移平台；

一光电探测器，设置于所述滤光片组的另一侧，其与所述滤光片组的连接线垂直于所述第二光芯片与所述滤光片组的连接线，该光电探测器可配置为科研级的CCD或CMOS相机，用于采集放置于载物台上的待测物品的多帧荧光图像；