[发明专利]超分辨三维扫描成像系统

权利要求书

1.超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，包括：

三维平移台，其用以放置样品；

无限远校正光学系统，其按照对样品扫描成像的传输方向依次包括物镜、角度放大器和第一聚焦透镜，所述角度放大器靠近所述物镜设置；

圆形针孔，其位于所述第一聚焦透镜的焦点处，经所述第一聚焦透镜汇聚后的光穿过所述圆形针孔，被探测器接收，以便获得样品的超分辨图像；

其中，所述物镜和所述第一聚焦透镜之间的距离以可调节的方式设置，以便于增大所述物镜和所述第一聚焦透镜的距离时减少位于所述物镜非焦点、并经过所述物镜的光穿过所述圆形针孔。

2.如权利要求1所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，在所述物镜和所述角度放大器之间，按照对所述样品扫描成像传输方向还依次设置有筒镜、扫描透镜和XY扫描振镜，以便于逐点扫描位于所述三维平移台上的样品。

3.如权利要求2所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，所述三维平移台上的样品被激光激发后发射荧光，样品发射的荧光经过所述物镜成像。

4.如权利要求3所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，还包括：

光纤，其用以传输激光；

准直镜，其对从光纤输出的激光进行准直，变成准直的激光；

二色分光镜和第二聚焦透镜，准直的激光依次经过所述二色分光镜和所述第二聚焦透镜后，再依次经过所述圆形针孔、所述第一聚焦透镜、所述角度放大器、所述XY扫描振镜、所述扫描透镜、所述筒镜和所述物镜，然后对位于所述三维平移台上的样品进行激光激发；

其中，汇聚后的光穿过所述圆形针孔被探测器接收具体包括：穿过所述圆形针孔后，先透过所述第二聚焦透镜，然后所述二色分光镜将样品发射的荧光从准直的激光中分离出来，转向所述探测器。

5.如权利要求3所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，还包括：

光源，其用以发射激光；

扩束镜，其用以对光源发射的激光进行扩束；

第二聚焦透镜和二色分光镜，激光被扩束后依次经过所述第二聚焦透镜和所述二色分光镜后，再依次经过所述圆形针孔、所述第一聚焦透镜、所述角度放大器、所述XY扫描振镜、所述扫描透镜、所述筒镜和所述物镜，然后对位于所述三维平移台上的样品进行激光激发；

其中，汇聚后的光穿过所述圆形针孔被探测器接收具体包括：穿过所述圆形针孔后，所述二色分光镜将样品发射的荧光从扩束后的激光中分离出来，转向第三聚焦透镜，经过所述第三聚焦透镜后进入所述探测器。

6.如权利要求4或5所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，还包括一发射滤光镜，其设置在所述探测器的前面，用以将其它波段的杂光过滤掉，使所述探测器只接收样品发射的荧光。

7.如权利要求2所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，所述三维平移台以可旋转的方式设置，且所述物镜的光轴与所述三维平移台平面呈倾斜设置，旋转所述三维平移台至0度、120度和240度三个位置，在这三个位置均对样品进行XYZ方向扫描，得到三组在物镜光轴方向上的XYZ图像，计算机对获得的三组XYZ图像进行计算，重构得到超分辨三维扫描图像。

8.如权利要求7所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，所述物镜的光轴与所述三维平移台平面之间的夹角为35.264度，以便于从三个互相垂直的方向分别对样品进行XYZ的三维扫描成像。

9.如权利要求6所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，所述探测器为光电探测器，所述光电探测器接收被激发的样品发射的荧光并将其转为电信号。

10.如权利要求6所述的超分辨三维扫描成像系统，其特征在于，所述圆形针孔的直径为其中，NA为所述第一聚焦透镜的数值孔径，λ为样品发射的荧光的波长；在所述物镜和所述筒镜之间还设置有反射镜。