[发明专利]基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统，其特征在于，所述系统包括信号采集装置及成像处理终端，所述信号采集装置包括：飞秒激光器、单模保偏光纤、半波片、空间光调制器、扫描阵镜、物镜、双色镜、三维移动平台及光电倍增管；

所述单模保偏光纤的一端连接所述飞秒激光器，所述单模保偏光纤与所述空间光调制器之间的第一光路中设有所述半波片，所述空间光调制器与所述双色镜之间的第二光路中设有所述扫描阵镜，所述物镜设置于所述双色镜前端，所述三维移动平台设置于所述物镜前端，样品放置于所述三维移动平台的上端面，所述双色镜一侧设有光电倍增管；

所述飞秒激光器用于产生飞秒脉冲型激发光；所述单模保偏光纤用于对所述飞秒脉冲型激发光进行整形以得到标准高斯光后经所述第一光路传输至所述半波片；所述半波片用于对经所述第一光路传输的标准高斯光的偏振方向进行调整，并将调整后得到的线偏振高斯光传输至所述空间光调制器；所述空间光调制器用于对所述线偏振高斯光进行调制，并将调制得到的艾里光经所述第二光路传输至所述扫描阵镜进行同步扫描后传输至所述双色镜；所述双色镜用于对同步扫描后得到的激发光进行透射传输至所述物镜，并对来自物镜的荧光信号进行反射；所述物镜用于对所述激发光进行聚焦照射所述样品同时收集所述样品所反射的荧光信号；所述三维移动平台用于驱动所述样品进行三维移动；所述光电倍增管用于对所述双色镜反射的荧光信号进行放大处理得到荧光放大信号；

所述光电倍增管与所述成像处理终端进行电连接以输出荧光放大信号至所述成像处理终端，所述成像处理终端用于对所述荧光放大信号进行处理得到荧光图像；

所述空间光调制器上安装有第二掩膜板或第三掩膜板；所述空间光调制器上安装所述第二掩膜板或所述第三掩膜板以调制得到对应的艾里二级光束或艾里三级光束；所述艾里二级光束的光斑长度是艾里一级光束的2倍且光斑在Z轴方向相比所述艾里一级光束更细，所述艾里三级光束的光斑长度是艾里一级光束的3倍且光斑在Z轴方向相比所述艾里一级光束更细。

2.根据权利要求1所述的基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统，其特征在于，所述双色镜与所述光电倍增管之间的第三光路中还设有滤镜；所述滤镜用于对所述双色镜反射的荧光信号进行滤波。

3.根据权利要求2所述的基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统，其特征在于，所述第一光路还中依次设置有第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述半波片设置于所述第三透镜的下游。

4.根据权利要求3所述的基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统，其特征在于，所述第二光路中还依次设置有第四透镜、第五透镜、第一反射镜、第六透镜、第七透镜及第二反射镜，所述扫描阵镜设置于所述第一反射镜与所述第六透镜之间。

5.根据权利要求2-4任一项所述的基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统，其特征在于，所述第三光路中还依次设置有第三反射镜及第八透镜，所述滤镜设置于所述第八透镜的下游。

6.一种基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像方法，其特征在于，所述基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像方法应用于如权利要求1-5任一项所述的基于超长无衍射光的大深度荧光显微成像系统，所述方法包括：

开启所述飞秒激光器产生飞秒脉冲型激发光并经所述单模保偏光纤整形后输出标准高斯光；

所述标准高斯光经所述第一光路传输至所述半波片进行偏振方向调整后得到线偏振高斯光传输至所述空间光调制器；

所述空间光调制器对所述线偏振高斯光进行调制得到艾里光，并经所述第二光路传输至所述扫描阵镜进行同步扫描后传输至所述双色镜；所述艾里光为艾里二级光束或艾里三级光束；

所述双色镜对同步扫描后得到的激发光进行透射传输至所述物镜，并经所述物镜聚焦照射于所述三维移动平台的所述样品上；

控制所述三维移动平台驱动所述样品进行三维移动以通过透射传输的激发光对所述样品进行扫描照射；

所述物镜收集所述样品反射的荧光信号并经所述双色镜反射至所述光电倍增管进行放大处理，得到荧光放大信号后输出至所述成像处理终端；

所述成像处理终端获取所述荧光放大信号进行处理得到荧光图像。