[发明专利]超分辨成像系统

摘要

本发明公开了一种超分辨成像系统，包括飞秒激光器、皮秒激光器、第一数据采集卡、第二数据采集卡、空间光调制器等，飞秒激光器产生的耗散光与皮秒激光器产生的激发光射入样本后，会产生荧光信号，第二数据采集卡将荧光信号转换为电压信息，该电压信息作为遗传算法中的适应度值，根据遗传算法对电压信息进行计算，得到一个最大电压绝对值，并将与最大电压绝对值对应的相位图作为相位补偿图，通过将相位补偿图叠加到耗散光上，对耗散光进行像差校正，克服STED成像过程中引入的像差，提高STED超分辨成像系统的成像深度和空间分辨率，使得可以在物医学等方面得到广泛应用。

主权项

一种超分辨成像系统，其特征在于，所述系统包括：飞秒激光器，用于产生耗散光，并入射至第一光调制装置；所述第一光调制装置，设置在所述飞秒激光器的出射光路上，用于调制所述耗散光的偏振特性及强度；玻璃棒，设置在所述第一光调制装置的出射光路上，用于对经过调制后的耗散光进行脉冲宽度展宽处理，使得所述耗散光的脉冲宽度为1皮秒；第一透镜组，设置在所述玻璃棒的出射光路上，用于对脉冲宽度为1皮秒的耗散光的光斑直径进行扩大处理；第一透镜，设置在所述第一透镜组的出射光路上，用于将光斑直径扩大的耗散光聚焦耦合至100米单模保偏光纤；所述100米单模保偏光纤，设置在所述第一透镜的出射光路上，用于将脉冲宽度为1皮秒的耗散光的脉冲宽度展宽至200皮秒；第二透镜，设置在所述100米单模保偏光纤的出射光路上，用于对脉冲宽度为200皮秒的耗散光的光斑直径进行扩大处理，并入射至第二光调制装置；所述第二光调制装置，设置在所述第二透镜的出射光路上，用于调制所述耗散光的偏振特性及强度；所述空间光调制器，设置在所述第二光调制装置的出射光路上，将从所述第二光调制装置射出的耗散光反射至第二透镜组；所述第二透镜组，用于对射入的耗散光的光斑直径进行缩小处理，并将光斑直径进行缩小处理的耗散光射入振镜扫描系统；皮秒激光器，用于产生激发光，并入射至第一单模光纤；所述第一单模光纤，设置在所述皮秒激光器的出射光路上，用于对射入的激发光进行模式调控；第三透镜，设置在所述第一单模光纤的出射光路上，用于对进行模式调控后的激发光的光斑直径进行扩大处理，并入射至第三光调制装置；所述第三光调制装置，用于调制所述激发光的偏振特性及强度；角反射器，设置在所述第三光调制装置的出射光路上，用于改变所述激发光所在的光路的光程，在时间上控制所述激发光及所述耗散光之间的脉冲间隔，并将所述激发光射入所述振镜扫描系统；所述振镜扫描系统，用于对重叠的激发光及耗散光进行同步面阵扫描；四分之一玻片，用于对经过所述振镜扫描系统扫描后的激发光及耗散光进行偏振处理，将所述激发光及所述耗散光由线偏振光调制成圆偏振光；高数值孔径物镜，用于聚焦重叠的激发光及耗散光，将聚焦后的重叠的激发光及耗散光投射到样品上，同时收集所述样品反射回来的荧光信号；滤镜，用于对所述荧光信号进行过滤，将预设波段的荧光信号射入第二单模光纤，并过滤掉所述预设波段以外的荧光信号；第二单模光纤，用于将经过所述滤镜过滤后得到的荧光信号传输给光电倍增管；所述光电倍增管，用于将经过所述滤镜过滤后得到的荧光信号进行放大；第一数据采集卡，用于采集和分析所述光电倍增管收集到的荧光信号；第二数据采集卡，用于将所述光电倍增管收集到的荧光信号转换为电压信息，所述电压信息作为遗传算法中的适应度值，根据遗传算法对所述电压信息进行计算，得到一个最大电压绝对值，并将与最大电压绝对值对应的相位图作为相位补偿图；所述空间光调制器用于将所述相位补偿图叠加到所述耗散光上，对所述耗散光进行像差校正；还用于在所述空间光调制器的液晶面上加载所述耗散光的螺旋相位信息，将所述耗散光由高斯型光转化成环形光。