[发明专利]基于干涉阵列光场的共聚焦并行显微成像仪

摘要

本发明提供的基于干涉阵列光场的共聚焦并行显微成像仪，对照明模块进行设计以生成四束偏振光，由于上述四束偏振光干涉得到包含大量光斑的阵列光场，从而实现了样品的并行照明；同时，本发明提供的基于干涉阵列光场的共聚焦并行显微成像仪，采用面阵探测器接收阵列光信号，并将光信号转化为电信号，再根据所述电信号实现基于干涉阵列光场的共聚焦并行扫描成像图像重建，从而实现了共聚焦并行显微成像，提高点扫描共聚焦显微镜的成像速度，同时还能保证图像的信噪比，提高了图像质量，有利于共聚焦显微技术在细胞动态过程观察等研究方面的应用，有益于生物医学领域的发展。

主权项

一种基于干涉阵列光场的共聚焦并行显微成像仪，其特征在于，包括照明模块、共聚焦扫描模块、探测模块、控制模块及图像重建模块，其中：所述照明模块包括激光器、二维光栅、光阑、波片及透镜；所述激光器用于出射线偏振激光，所述二维光栅用于将入射的线偏振激光衍射后形成两组±1级衍射光及0级衍射光，且所述两组±1级衍射光及0级衍射光的偏振方向与所述线偏振激光的偏振方向相同，所述光阑用于遮挡0级衍射光，且只允许±1衍射光通过，所述波片用于调制入射的两组±1级衍射光，并将其中一组±1级衍射光的偏振方向旋转90度，而使另一组±1级衍射光的偏振方向保持不变，得到相邻光束偏振方向互相垂直的四束偏振光，所述四束偏振光经过所述透镜聚焦后再进入所述共聚焦扫描模块；所述共聚焦扫描模块包括二色镜、物镜及纳米位移台，所述纳米位移台可在XYZ三维方向移动，所述纳米位移台上承载有待检测样品，所述四束偏振光经所述二色镜后入射进入所述物镜，并在所述物镜的焦面处发生干涉，形成具有光斑的干涉阵列光场，所述具有光斑的干涉阵列光场对所述样品进行并行照明，使得所述样品产生并行光信号；所述探测模块包括带通滤色片、探测透镜以及面阵探测器，所述面阵探测器中的像素可形成虚拟针孔，所述并行光信号经所述物镜及所述二色镜后再依次进入所述带通滤色片、探测透镜以及面阵探测器，并在所述面阵探测器的感光面形成阵列光斑，所述面阵探测器探测所述阵列光斑，且所述面阵探测器形成的虚拟针孔对所述阵列光斑进行空间滤波，使所述阵列光斑与所述虚拟针孔的中心重合，并将滤波后的阵列光斑转化为电信号；所述控制模块电性连接于所述面阵探测器和所述纳米位移台，所述控制模块采集所述电信号；所述图像重建模块电性连接于所述控制模块，所述图像重建模块根据所述控制模块采集所述探测器与所述纳米位移台的所述电信号实现基于干涉阵列光场的共聚焦并行扫描成像图像重建。