[发明专利]嵌入式三维光电关联成像装置及方法

权利要求书

1.一种嵌入式三维光电关联成像装置，包括：

电镜真空腔室(1)、物镜模块(2)、真空光学窗(3)、扫描模块(4)、光源模块(5)、光电探测模块(6)以及电镜成像模块(7)；

其中，所述物镜模块(2)与所述电镜成像模块(7)均设置在所述电镜真空腔室(1)的内部，所述真空光学窗(3)开设在所述电镜真空腔室(1)的侧壁，并与所述物镜模块(2)实现光路连通；

所述扫描模块(4)用于对所述光源模块(5)发射的光束进行二维扫描，并将二维扫描光束通过所述真空光学窗(3)传输至所述物镜模块(2)，以使所述物镜模块(2)对样品不同层面进行扫描；所述物镜模块(2)包括：显微物镜(2-1)、真空压电位移台(2-2)及真空法兰(2-5)；所述显微物镜(2-1)安装在所述真空压电位移台(2-2)上，所述真空压电位移台(2-2)安装在所述真空法兰(2-5)上；所述真空法兰(2-5)上设有光路通道，所述真空光学窗(3)连接所述光路通道的一端，所述真空压电位移台(2-2)用于带动所述显微物镜(2-1)通过所述二维扫描光束对所述样品不同层面进行轴向扫描；

所述扫描模块(4)还用于将物镜模块(2)对样品不同层面扫描后得到的荧光和明场光线传输至所述光电探测模块(6)进行光电探测；

所述电镜成像模块(7)用于对所述样品进行电镜成像。

2.根据权利要求1所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述物镜模块(2)还包括：

第一反射镜(2-3)和第二反射镜(2-4)，用于对通过所述光路通道的二维扫描光束进行转折。

3.根据权利要求1所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述扫描模块(4)包括：

光源接口(4-1)、二向色镜(4-2)、X方向扫描振镜(4-3)、第一中继镜(4-4)、第二中继镜(4-5)、Y方向扫描镜(4-6)、扫描透镜(4-7)及显微筒镜(4-8)；

所述光源接口(4-1)用于接收所述光源模块(5)发射的光束；所述二向色镜(4-2)用于将所述光束反射至X方向扫描振镜(4-3)，所述X方向扫描振镜(4-3)用于对所述光束进行X方向扫描并反射至第二中继镜(4-5)与第一中继镜(4-4)，所述Y方向扫描镜(4-6)用于对所述第一中继镜(4-4)发射的光束进行Y方向扫描，得到所述二维扫描光束，所述二维扫描光束经所述扫描透镜(4-7)与显微筒镜(4-8)后被反射至所述真空光学窗(3)；其中，所述第一中继镜(4-4)与第二中继镜(4-5)使得所述X方向扫描振镜(4-3)与所述Y方向扫描镜(4-6)共轭。

4.根据权利要求3所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述扫描模块(4)还包括：

针孔(4-9)，用于对沿扫描模块(4)光路返回的所述荧光和明场光线进行过滤，并将过滤后的荧光和明场光线传输至所述光电探测模块(6)进行光电探测。

5.根据权利要求4所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述针孔(4-9)包括固定针孔或可变针孔。

6.根据权利要求1所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述光源模块(5)为多路耦合激光光源。

7.根据权利要求1所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述光电探测模块(6)包括至少一个点探测器，其中，当所述光电探测模块(6)包括多个点探测器时，不同点探测器之间设有二向色镜，以区分不同的探测波长。

8.根据权利要求7所述的嵌入式三维光电关联成像装置，其中，所述点探测器包括光电倍增管或雪崩二极管。

9.一种基于权利要求1-6任一项所述嵌入式三维光电关联成像装置的光电关联成像方法，包括：

将样品置于电镜成像位(8)，使用电镜成像模块(7)对所述样品进行电镜成像，得到电镜图像；

将所述样品移动至光镜成像位(9)，基于扫描模块(4)传输的二维扫描光束，使用物镜模块(2)对所述样品进行不同层面进行扫描，得到三维荧光图像和三维明场图像；其中，所述物镜模块(2)包括：显微物镜(2-1)、真空压电位移台(2-2)及真空法兰(2-5)；所述显微物镜(2-1)安装在所述真空压电位移台(2-2)上，所述真空压电位移台(2-2)安装在所述真空法兰(2-5)上；所述真空法兰(2-5)上设有光路通道，所述真空光学窗(3)连接所述光路通道的一端，所述真空压电位移台(2-2)用于带动所述显微物镜(2-1)通过所述二维扫描光束对所述样品不同层面进行轴向扫描；

基于所述三维明场图像，计算所述三维荧光图像到所述电镜图像的坐标变换，将所述三维明场图像与所述电镜图像进行关联。