具有光学层析能力的荧光显微光谱成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种光学系统，尤其设及一种具有光学层析能力的巧光显微光谱成像 系统。
【背景技术】
[0002] 光学显微镜自发明W来就一直是人类认识微观世界的重要工具之一，其在临床医 学、生物学、材料学等学科领域中发挥着非常重要的作用。但传统的光学显微只能获取物体 如细胞的形态信息，不能对物体的结构与成份进行进一步的分析。
[0003] 光谱成像技术是一种将成像技术与光谱技术相结合的新型多维信息获取技术。物 体结构与成份的差异，会在吸收光谱上存在显著的差异性。在宏观方面的空间探测与地表 观测中成像光谱技术已经成为一种广泛且有效的检测手段。
[0004] 随着科学研究与实际检测的需要，将光谱成像技术应用到显微镜观测逐渐成为国 内外各领域研究人员关注的热点，尤其是病理学、细胞学、组织学等生物医学领域。将光谱 成像技术与显微成像技术结合在一起形成的显微光谱成像系统，不仅可W对物体的形态进 行观测，还能够提供用W区别物体结构与成份差异光谱信息，即获得物体的二维信息同时 还可W获得一维光谱信息。它具有较高的光谱分辨率、光学成像分辨率。
[0005] 目前大部分基于传统巧光显微镜的巧光显微光谱成像系统，是一种面照明的宽场 成像方式，虽然可W在较短的积分时间内获得一幅完整图像，但由于受物体离焦部分的干 扰，其图像不具有=维层析能力，只能获得二维图像信息与一维光谱信息。因此，如何实现 排除物体离焦部分干扰，提供一种新的具有光学层析能力的巧光显微光谱成像系统，W获 得=维图像信息W及一维光谱信息，满足对物体的结构与成分进行进一步分析，是当前迫 切需要解决的一个问题。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种具有光学层析能力的巧光显微 光谱成像系统，可获得=维结构信息W及一维光谱信息，从而满足对物体的结构与成分进 行进一步地分析。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种具有光学层析能力的巧光显微 光谱成像系统，其包括激光发射器、扩束光路组件、微反射镜、二向色镜、巧光显微成像组件 W及光谱仪，所述激光发射器用于将激光束发射至所述扩束光路组件上，经由所述扩束光 路组件进行散斑抑制后得到照明光束，所述照明光束经过所述微反射镜产生结构光场，所 述结构光场通过所述二向色镜反射至所述巧光显微成像组件上，所述巧光显微成像组件包 括物镜、物镜驱动装置W及载物台，所述物镜接受所述结构光场，并将所述结构光场聚焦于 所述载物台上放置的样品上并激发出巧光束，所述物镜驱动装置用于驱动所述物镜沿其光 轴运动，W使所述物镜进行光轴扫描，所述光谱仪将所述巧光束进行分析并分离得到光谱 及图像信息。
[000引其中，所述扩束光路组件包括散射体旋转装置、第一透镜w及第二透镜，所述散射 体旋转装置将所述激光束进行散斑抑制后得到所述照明光束，所述第一透镜W及第二透镜 用于对所述照明光束进行均匀扩束，W使所述照明光束均匀化。
[0009] 其中，所述具有光学层析能力的巧光显微光谱成像系统还包括第一平面反射镜， 设于所述第二透镜W及所述微反射镜之间，用W对所述照明光束的入射角度进行调整后， 使所述照明光束W-定的入射角度照射于所述微反射镜上。
[0010] 其中，所述具有光学层析能力的巧光显微光谱成像系统还包括柱透镜，所述柱透 镜设于所述微反射镜W及所述巧光显微成像组件之间，用W将所述结构光场成像于无穷远 处，W使所述物镜在所述样品的物面上的聚焦区域呈长方形状。
[0011] 其中，所述物镜驱动装置包括一维平移台W及物镜调整架，所述物镜调整架设于 所述一维平移台上，所述物镜调整架与所述物镜连接，用W调整所述物镜的位置。
[0012] 其中，所述光谱仪包括第二平面反射镜、第=透镜W及入射狭缝，所述第二平面反 射镜用W反射所述巧光束至所述第=透镜上，所述第=透镜用W对所述巧光束进行聚焦， W使所述巧光束聚焦成像于所述入射狭缝上。
[0013] 其中，光谱仪还包括滤光片，所述滤光片设于所述第二平面反射镜W及所述第= 透镜之间，用W进一步滤除所述巧光束中的激光光谱。
[0014] 其中，所述光谱仪还包括球面反射镜W及平面光栅，所述球面反射镜用于对经过 所述入射狭缝的巧光束进行准直并反射至所述平面光栅上，经由所述平面光栅对所述巧光 束进行巧光光谱色散。
[0015] 其中，所述光谱仪还包括超环面镜，所述巧光束经所述平面光栅进行巧光光谱色 散后，经由所述超环面镜进行聚焦。
[0016] 其中，所述光谱仪还包括成像器件，所述巧光束经所述超环面镜进行聚焦至所述 成像器件上，经由所述成像器件进行光谱及图像信息的记录采集。
[0017] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：
[001引本发明实施例提供的具有光学层析能力的巧光显微光谱成像系统通过设置微反 射镜来产生一维结构光场，同时设置二向色镜、物镜、物镜驱动装置W及载物台，通过二向 色镜将结构光场反射至物镜上并被物镜接受，物镜将该结构光场聚焦于载物台的样品上， 并激发出巧光，通过控制载物台进行一维平移，得到不同视场的二维图像，控制物镜驱动装 置驱动物镜沿光轴方向运动，使得物镜能够进行光轴扫描。巧光束通过光谱仪进行分析并 分离。通过控制载物台进行图像视场切换，物镜驱动装置进行物镜光轴扫描，W及光谱仪进 行巧光光谱色散，最终可得到样品结构的=维图像W及对应的一维光谱信息。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W根据该些 附图获得其他的附图。
[0020] 图1是本发明实施例提供的具有光学层析能力的巧光显微光谱成像系统的示意 图；
[0021] 图2是本发明实施例提供的柱透镜与微反射镜的另一视角的示意图；
[0022] 图3是本发明实施例提供的微反射镜产生结构光场的示意图；
[0023] 图4是本发明实施例提供的具有光学层析能力的巧光显微光谱成像系统的成像 原理图；
[0024] 图5是本发明实施例提供的微反射镜、成像器件W及载物台的同步时序图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 请一并参阅图1至图2所示，本实施例提供一种具有光学层析能力的巧光显微光 谱成像系统100,其包括激光发射器10、扩束光路组件20、微反射镜30、二向色镜40、巧光显 微成像组件50 W及光谱仪60。所述巧光显微成像系统50包括物镜51、载物台52 W及物 镜驱动装置53,所述载物台52上放置有样品（未图示），所述物