[发明专利]基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置

权利要求书

1.基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，包括：

照明系统(1)，用于生成多焦点照明光束；

扫描系统(2)，接受照明系统产生的多焦点照明光束，通过扫描振镜的偏转实现对样品的扫描；

荧光激发收集系统(3)，通过所述扫描系统传递的多焦点照明光束对样品扫描，激发样品上的荧光信号；

去扫描系统(4)，样品反射的荧光信号通过同一光路返回，并由所述扫描振镜扫描，使得从所述照明系统入射扫描振镜的光束与所述荧光激发系统经扫描振镜出射的光束位置保持一致；

再扫描系统(5)，经所述去扫描系统处理后的出射光束扩束，在反射镜的反射作用下再一次导向扫描振镜，改变光斑大小，等同于改变探测到的光斑间的相对距离，从而将光子重新定位在成像分辨率最佳的位置，实现光子复位；

成像系统(6)，接收经再扫描处理后的光束，分别对样品的不同扫描位置成像。

2.根据权利要求1所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于照明系统(1)生成多条平行照明光束，该光束随后被定向到分束镜，经分束镜偏转后定向到扫描振镜，经扫描振镜后的出射光束通过第二透镜组实现扩展，经第一反射镜反射，将光束导向物镜并对样品进行扫描；样品受到激光扫描产生荧光，该荧光由同一物镜采集，并经第一滤光片滤除杂散光后沿入射路径返回，依次经过第一反射镜、第二透镜组、扫描振镜后实现去扫描，去扫描后的光束在分束镜处对荧光和激发光进行分离，分离后的荧光通过第二反射镜后和透镜组后实现扩束，扩束后的光束在第三反射镜的反射后导向相同的扫描系统上完成重扫描，利用第四反射镜改变光路传播方向，并通过第二滤光片滤除杂散光，最后通过成像透镜投射到面阵探测器上成像。

3.根据权利要求1所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，所述照明系统(1)中激光的出射光路上设有微透镜阵列，单束激光经过微透镜阵列后分为多束平行激光，可同时对样品进行扫描成像。

4.根据权利要求1所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，所述去扫描系统(4)与所述扫描系统(2)包含的光学元件相同，光路行进方向相反。

5.根据权利要求1所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，所述去扫描系统(4)中，光束入射扫描振镜和荧光入射扫描振镜时，该扫描振镜具有相同的偏转角度，使荧光光束出射的方向与激光入射扫描振镜的方向在同一直线上。

6.根据权利要求2所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，所述再扫描系统(5)中所述第三透镜组的焦距比为1：2，对荧光光束实现二倍扩束。

7.根据权利要求2所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，所述再扫描系统(5)中光束尺寸扩大一倍使得对应的点扩散函数尺寸减小一半，在成像的过程中完成了对探测图像移位的操作，实现光子复位原理。

8.根据权利要求2所述的基于光子复位技术的全光学超分辨显微装置，其特征在于，所述再扫描系统(5)中扩束后的荧光光束经反射镜反射后，再次入射到扫描振镜。