一种单通道光学超分辨成像仪器的制造方法_3

文档序号:9545330阅读:来源:国知局
扫描与探测模块2后经过两片所述两个透镜21进行准直;准直后的光照射到所述偏振分束器22上,所述偏振滤波器对照射到上面的线性偏振态光透过;特定频率特定偏振的光透过所述偏振分束器22进入显微物镜23并最终照射到样品26上,所述样品26固定在所述三维纳米平移台上,所述三维纳米平移台带动所述样品26做三维纳米移动;特定频率特定偏振态的光依照共振激发的原则对所述样品26进行荧光激发,激发的荧光与激发反射光一起经显微物镜23收集到偏振分束器22上,所述偏振分束器22对收集的荧光和激发光进行偏振滤波,使反射回来的激发光通过所述偏振滤波器,使激发的荧光反射并最终在电子倍增电荷耦合器上成像,小部分与激发光偏振一致的荧光和激发光一起通过偏振滤波器,没有收集成像。
[0071]另外,以自组织量子点为例,本实施例中应用频率扫描、共振激发和偏振滤波相结合的单通道STORM成像技术的原理为:
[0072]自组织量子点的特点是量子点的尺寸存在一定的分布,使得每个量子点的荧光发射波长存在差异。共振激发和频率扫描相结合,使得在某一激发时间内只有部分量子点被有效的激发荧光,从而使单个量子点的荧光进行随机的“开”或“关”,对频率扫描的多帧成像可以重构超衍射分辨的像。由于共振激发,荧光和激发光波长相差很小,且在频率扫描中不断变化,因此原有滤波技术不适用,而采用本发明的偏振滤波技术则可以进行荧光的收集。
[0073]实施例3
[0074]如图6?图8所示,本实施例提供一种单通道光学超分辨成像仪器,所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2 ;
[0075]所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13 ;所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列;所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上;
[0076]所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25 ;所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上,且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。
[0077]作为示例,所述样品台24为三维纳米平移台。
[0078]作为示例,所述激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2通过光纤连接。
[0079]作为示例,所述成像装置25为电子倍增电荷耦合器。
[0080]作为示例,所述激发光源模块1还包括频率扫描及选择装置,所述激光器11、声光调制器12、频率扫描选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上。所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘14、电控制法布里-珀罗干涉滤波器15及电控制角度可调非线性晶体16中的一种或两种以上组合。
[0081]在本实施例中,所述频率扫描及选择装置包括电控制法布里-珀罗干涉滤波器15,所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15设置于所述声光调制器12与所述光纤耦合器13之间。
[0082]本实施例的采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器15方式单通道光学超分辨成像仪器的工作原理为:
[0083]所述采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器15方式的所述激光器11产生超连续激光脉冲,激光经过所述声光调制器12照射到所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15上,所述声光调制器12对激光器11发射的激光强度进行调制,形成时序控制,所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15的镜片间距离可以电控调节,通过共振条件使特定频率的光具有高透射率,通过改变所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15的镜片间距离实现频率扫描;经法布里-珀罗干涉滤波片后的特定频率的光经所述光纤耦合器13耦合进入光纤;光通过光纤进入所述成像、扫描与探测模块2 ;
[0084]特定频率的光进入所述成像、扫描与探测模块2后经过两片所述两个透镜21进行准直;准直后的光照射到所述偏振分束器22上,所述偏振滤波器对照射到上面的线性偏振态光透过;特定频率特定偏振的光透过所述偏振分束器22进入显微物镜23并最终照射到样品26上,所述样品26固定在所述三维纳米平移台上,所述三维纳米平移台带动所述样品26做三维纳米移动;特定频率特定偏振态的光依照共振激发的原则对所述样品26进行荧光激发,激发的荧光与激发反射光一起经显微物镜23收集到偏振分束器22上,所述偏振分束器22对收集的荧光和激发光进行偏振滤波,使反射回来的激发光通过所述偏振滤波器,使激发的荧光反射并最终在电子倍增电荷耦合器上成像,小部分与激发光偏振一致的荧光和激发光一起通过偏振滤波器,没有收集成像。
[0085]另外,以自组织量子点为例,本实施例中应用频率扫描、共振激发和偏振滤波相结合的单通道STORM成像技术的原理为:
[0086]自组织量子点的特点是量子点的尺寸存在一定的分布,使得每个量子点的荧光发射波长存在差异。共振激发和频率扫描相结合,使得在某一激发时间内只有部分量子点被有效的激发荧光,从而使单个量子点的荧光进行随机的“开”或“关”,对频率扫描的多帧成像可以重构超衍射分辨的像。由于共振激发,荧光和激发光波长相差很小,且在频率扫描中不断变化,因此原有滤波技术不适用,而采用本发明的偏振滤波技术则可以进行荧光的收集。
[0087]实施例4
[0088]如图9?图11所示,本实施例提供一种单通道光学超分辨成像仪器,所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2 ;
[0089]所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13 ;所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列;所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上;
[0090]所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25 ;所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上,且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。
[0091]作为示例,所述样品台24为三维纳米平移台。
[0092]作为示例,所述激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2通过光纤连接。
[0093]作为示例,所述成像装置25为电子倍增电荷耦合器。
[0094]作为示例,所述激发光源模块1还包括频率扫描及选择装置,所述激光器11、声光调制器12、频率扫描选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上。所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘14、电控制法布里-珀罗干涉滤波器15及电控制角度可调非线性晶体16中的一种或两种以上组合。
[0095]在本实施例中,所述频率扫描及选择装置包括电控制角度可调非线性晶体16,所述电控制角度可调非线性晶体16设置于所述激光器11内部。
[0096]本实施例的采用电控制角度可调非线性晶体16方式单通道光学超分辨成像仪器的工作原理为:
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