[发明专利]一种手持式显微镜

说明书

本发明涉及微型显微镜技术领域，具体为一种手持式显微镜，包括依次连接的物镜、二向色镜扫描器、聚焦透镜，所述物镜有根据激发光波长计算出的后焦平面，所述二向色镜扫描器位于后焦平面上；所述聚焦透镜包括聚焦透镜镜片，所述聚焦透镜镜片的数量至少为一个；所述物镜包括物镜镜片，所述物镜镜片的数量至少为一个。采用本方案能够使物镜同时满足刚性部分、透镜直径、数值孔径的要求。

技术领域

本发明涉及微型显微镜技术领域，具体为一种手持式显微镜。

背景技术

微型显微物镜在内窥镜以及其他微型显微成像设备中扮演极为重要的角色。特别是对于荧光显微成像来说，采用中低数值孔径(Numerical Aperture,NA<0.6)微型显微物镜的单光子激发荧光成像已被用于消化道自发荧光成像(AutoFluorescence Imaging，AFI)和激光共聚焦(Confocal)内窥成像。对于这类微型显微物镜，通常可以采用如下技术方案：

1.基于梯度折射率透镜的方案，适合直径极小(透镜直径低至0.3毫米)，但对刚性部分长度要求不大的应用；

2.基于多片球面透镜的方案，适合直径较大(透镜直径2毫米以上)，材料可采用玻璃或聚合物，成本低；

3.包含多片非球面透镜的方案，适合直径较大(透镜直径2.2-2.3毫米以上，国内通用加工标准)，但是对于刚性部分长度要求较高的应用。

对于单光子激发荧光成像来说，由于染料种类丰富，激发波长很多，因此在可见光波长范围内消色差是十分重要。

近年来，以双光子激发荧光成像为代表的非线性光学成像已逐渐进入内窥成像领域。双光子激发荧光(Two-photon excitation fluorescence,TPEF),双光子激发自发荧光(Two-photon excitation autofluorescence,TPEAF)和二次谐波产生(Second HarmonicGeneration,SHG)等二阶非线性光学效应需要物镜的数值孔径大于0.7；三光子激发荧光(Three-photon excitation fluorescence,TriPEF),三次谐波产生(Three HarmonicGeneration,THG),相干反斯托克斯拉曼散射(Coherent AntiStokes Raman Scattering,CARS)等三阶非线性光学效应需要物镜的数值孔径大于1.0。这样高的数值孔径对于微型显微物镜的设计和加工提出了很大的技术挑战。

目前世界上针对二阶非线性光学效应的微型显微物镜有以下几种实现方案：

1.梯度折射率透镜加高折射率半球透镜的方案，以德国GRINTECH公司为代表，高折射率半球透镜用于提高数值孔径至0.8，直径小；

2.基于多片球面透镜的方案，适合直径较大(透镜直径2毫米以上)，但是数值孔径不大于0.8。

对于非线性光学成像来说，由于应用较单一，染料种类固定，激发波长也固定，因此消色差不太重要。对于非切片生物样品成像来说，物镜的工作距离很重要，而场曲不太重要。

目前世界上现无任何微型显微物镜产品或研究成果可以同时满足刚性部分小于3毫米，又能满足透镜直径小于2毫米，数值孔径大于0.7的要求。

发明内容

本发明意在提供一种手持式显微镜，能够使物镜同时满足刚性部分小于3毫米，透镜直径小于2毫米，数值孔径大于0.7的要求。

本发明提供基础方案：一种手持式显微镜，包括依次连接的物镜、二向色镜扫描器、聚焦透镜，所述物镜有根据激发光波长计算出的后焦平面，所述二向色镜扫描器位于后焦平面上。