[实用新型]一种便于阵列应用的显微镜

说明书

本实用新型涉及显微镜技术领域，具体为一种便于阵列应用的显微镜，包括显微镜本体，所述显微镜本体包括用于放置实验样品的载物台和显微镜单体，所述显微镜单体包括依次连接的入射线聚焦光学元件、二向色镜振镜、大视场角显微物镜和依次连接的滤光片、聚焦透镜、二维光电检测器，二向色镜振镜的第一输出端与大视场角显微物镜的输入端相连，二向色镜振镜的第二输出端与滤光片的输入端相连。采用本方案能够降低显微镜单体的成本，减小显微镜单体的体积，从而便于实现显微镜单体的阵列应用。

技术领域

本实用新型涉及显微镜技术领域，具体为一种便于阵列应用的显微镜。

背景技术

传统的显微物镜是一种大孔径角和小视场角(Nikon物镜的视场角约为7.15度)的光学系统，由于显微物镜被用来提供极高的分辨率，其放大率较高造成视场很小，2001年Martin Oheim等(M.Oheim,et al.,Journal of Neuroscience Methods,vol.111,no.1,pp.29–37,(2001))对近似数值孔径的高放大率物镜和低放大率物镜的性能进行对比，指出增大物镜前孔径(OFA)对于提高荧光的收集效率有很大好处，特别对于深部的非线性光学激发来说，文中所测试的Olympus 20X NA0.95物镜相对于63X NA0.9物镜可提供10倍以上的荧光收集效率，因此，最近Olympus推出了10X NA0.6物镜和一系列25X NA0.95-1.05物镜，尼康也推出了CFI75 16X NA0.8物镜和25X NA1.1物镜。这些低放大率，高数值孔径的物镜主要依靠大大提高光束直径(～15mm)从而带来了大视场，大通光量的优点，其视场角与原有小光束直径(～5mm)的物镜保持一致，由于世界上激光扫描显微镜的扫描振镜的供应商基本只有Cambridge Technology Inc，因此扫描振镜的入射光束的直径基本小于5mm，扫描振镜的入射光束的直径d1，物镜的入射光束的直径d2，扫描透镜的焦距f1，套筒透镜的焦距f2，扫描振镜的半光学扫描角度s1和物镜的半视场角s2(＝套筒透镜的半光学角度)有如下关系：

d1/d2＝f1/f2＝tan(s2)/tan(s1)

其中d15mm，d2，f2和s2根据厂家和型号的不同为不同的固定数值，因此传统激光扫描显微镜的视场，工作距离，焦距，数值孔径等存在以上关系，互相约束。以近期发表的某论文为例(Murat Yildirim，et al,Nature Communications，vol 10,Article number:177(2019))，文中为活体动物三光子激发脑功能成像定制了一款物镜，该物镜的入瞳直径为15mm，该系统的扫描透镜和套筒透镜的焦距分别为75mm和375mm，焦距比为1:5，因此根据公式1，扫描振镜入射光束直径为3mm，由于扫描振镜的半光学扫描角度为10度，因此该物镜的半视场角仅仅为2度，与尼康，奥林巴斯物镜的5.7-7.125度视场角相比，由于传统激光扫描显微镜的特点，这款定制物镜的视场受到了很大限制，然而当采用了二向色镜扫描成像技术后，二向色镜扫描振镜位于物镜的后焦平面位置，二向色镜扫描振镜造成的光束偏转的角度等于物镜的视场角，相当于大大扩展物镜的视场角。如果上文的系统使用了二向色镜扫描成像技术，其定制物镜的视场角可以从+/-2度扩展到扫描振镜相同的+/10度，视场面积扩大至～25倍(前提是该物镜的光学结构能承受大视场角)。因此，传统显微物镜中为高数值孔径和大工作距离所需的大光束直径与大视场角不可兼得，从而在实现大视场需要很大的光束直径，使物镜体积大，结构复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种便于阵列应用的显微镜，能够降低显微镜单体的成本，减小显微镜单体的体积，从而便于实现显微镜单体的阵列应用。

本实用新型提供基础方案：一种便于阵列应用的显微镜，包括显微镜本体，所述显微镜本体包括用于放置实验样品的载物台和显微镜单体，所述显微镜单体包括依次连接的入射线聚焦光学元件、二向色镜振镜、大视场角显微物镜和依次连接的滤光片、聚焦透镜、二维光电检测器，二向色镜振镜的第一输出端与大视场角显微物镜的输入端相连，二向色镜振镜的第二输出端与滤光片的输入端相连。