[发明专利]一种具有三维成像能力的显微镜和成像方法

权利要求书

1.一种具有三维成像能力的显微镜，包括：至少一个激发装置，用于沿激发主轴方向在样品待测区域内产生可探测的衬度；至少一个探测装置，用于沿探测主轴方向探测样品待测区域内产生的衬度；至少一个移动机构，用于产生样品与所述激发装置和探测装置的相对运动；

其中，所述相对运动的方向与所述激发主轴方向既不平行也不垂直；所述相对运动的方向与所述探测主轴方向既不平行也不垂直；在三维成像中，成像时所述相对运动匀速、不停顿；

其中，在所述探测装置的有效探测区域中，与成像的每一体像素对应的样品单元仅在不长于预设时间内被所述激发装置激发，在所述预设时间内由所述相对运动产生的位移不大于所述显微镜的分辨率要求。

2.如权利要求1所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，在所述样品所在环境填充透明物质，所述透明物质与当时所述样品的折射率相等。

3.如权利要求1所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置以一个或数个发光二极管、连续激光器、脉冲激光器的组合激发光源。

4.如权利要求1所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述可探测的衬度为荧光、弹性散射光、拉曼散射、SHG、THG、受激拉曼散射信号的一种或组合。

5.如权利要求1所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置使用以脉冲时间不长于所述预设时间的脉冲，以光片照明方式激发样品。

6.如权利要求5所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置为脉冲激光器、脉冲工作的发光二极管，或者是以不同方法调制的连续光源的组合。

7.如权利要求5所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置和所述探测装置同步工作。

8.如权利要求5所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置包含一个或多个柱面镜、柱面透镜、变形镜、透射相位器件、反射相位器件，用以形成所述光片照明。

9.如权利要求1所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置产生至少一个在探测区域内与所述探测装置的探测方向垂直的激发光束。

10.如权利要求9所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置包含至少一个扫描机构，该扫描机构能够使所述激发光束扫描移动。

11.如权利要求10所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置为连续光源，所述连续光源产生的激发光束通过扫描的方式激发样品，其中，所述激发光束扫过整个视野的时间除以所述视野的宽度乘以所述激发光束的宽度所得小于所述预设时间。

12.如权利要求10所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发光束在探测区域内沿光束方向光束半径变化不超过3倍。

13.如权利要求10所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述扫描机构包含一个或多个扫描振镜、共振扫描镜、旋转多面镜、声光调制器的组合。

14.如权利要求10所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述探测装置是以矩阵感光器件作为成像器件，所述成像器件与所述扫描机构同步工作。

15.如权利要求10所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述探测装置包含与所述扫描机构同步工作的去扫描机构，并以阵列或矩阵感光器件作为成像器件。

16.如权利要求1所述的具有三维成像能力的显微镜，其特征在于，所述激发装置包含一个光束分割机构，用于将一个激发光束分割成多个激发光束。