[发明专利]一种光学反射镜及激光扫描共聚焦显微镜

说明书

本发明涉及显微物镜光学检测技术领域，特别涉及一种光学反射镜及激光扫描共聚焦显微镜。包括：支架、第一转动框、第二转动框和镜面，所述支架为框架结构，所述第一转动框设在所述支架内，所述第一转动框与所述支架转动连接，所述第一转动框在所述支架内转动具有第一转动轴线；所述第二转动框设在所述第一转动框内，所述第二转动框与所述第一转动框转动连接，所述第二转动框在所述第一转动框内转动具有第二转动轴线；所述第一转动轴线与所述第二转动轴线具有预设角度的夹角；所述镜面设在所述第二转动框内。双轴转动的反射镜使扫描光路简单、结构紧凑、图像畸变小和光毒性小，可实现高采集图像帧频和无视场衰减的共聚焦图像采集。

技术领域

本发明涉及显微物镜光学检测技术领域，特别涉及一种光学反射镜及激光扫描共聚焦显微镜。

背景技术

激光扫描共聚焦显微镜(Confocal laser scanning microscope，LSCM)以光学共焦成像原理与数字图像技术为基础，结合了传统光学显微镜和电子扫描显微镜的优点，生成高分辨的三维显微图像，近年来，在生命科学研究和医疗健康等诸多领域获得了广泛应用。但是，目前商用的LSCM生成一帧512×512分辨率的图像，需要用时50至100毫秒，已经无法满足生命科学研究中对于快速显微成像的需求，如神经细胞在放电活跃的过程中爆发出的短暂的钙离子浓度高峰是快速动态变化的过程，其时间尺度远在1毫秒以下，有些事件仅持续几个微秒，因此神经网络三维成像受限于共聚焦显微镜的扫描速度，难以分辨快速神经响应过程。

现有的LSCM的成像系统中，采用X轴和Y轴两个机械振镜实现二维激光扫描成像，系统的成像速度主要受限于X轴机械振镜的扫描速度。机械振镜存在转动惯量大等固有因素，即使以谐振状态驱动，频率也远低于10kHz，成为进一步提高LSCM的成像速度的技术瓶颈。机械振镜除扫描速度的问题外，在LSCM系统中还存在以下问题：(1)机械振镜只能提供一维的扫描，进行二维扫描成像需要不少于两个机械振镜配合使用，分别进行X轴和Y轴扫描，增加成像系统的体积；(2)双镜扫描导致两个振镜无法同时位于显微镜的后焦面上，从而存在像差和枕形畸变，减小成像系统的视场；(3)机械振镜无法实现镜面与转轴完全共面，从而存在成像系统的抵消像差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的激光扫描共聚焦显微镜的成像系统成像速度慢，成像质量差的问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例公开了一种光学反射镜，包括：支架、第一转动框、第二转动框和镜面，

所述支架为框架结构，所述第一转动框设在所述支架内，所述第一转动框与所述支架转动连接，所述第一转动框在所述支架内转动具有第一转动轴线；

所述第二转动框设在所述第一转动框内，所述第二转动框与所述第一转动框转动连接，所述第二转动框在所述第一转动框内转动具有第二转动轴线；

所述第一转动轴线与所述第二转动轴线具有预设角度的夹角；

所述镜面设在所述第二转动框内。

进一步的，所述镜面与所述第二转动框转动连接，所述镜面在所述第二转动框内转动具有第三转动轴线，所述第三转动轴线与所述第二转动轴线共线。

进一步的，所述光学反射镜还包括加强框，所述加强框与所述第二转动框转动连接，所述镜面设置在所述加强框上。

进一步的，所述镜面包括基体和光学反射层，所述光学反射层设在所述基体上。

进一步的，所述预设角度为90°。

进一步的，所述支架和所述第一转动框之间设有位置反馈结构；和/或，

所述第二转动框与所述镜面之间设有所述位置反馈结构。

进一步的，所述第一转动框内设有第一驱动线圈；和/或，