一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜，包括合束光组、鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜、显微物镜、发射光滤光轮、镜筒透镜和TDI线阵相机，合束光组、鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜沿光入射方向顺序设置，显微物镜设置于分束镜一侧，分束镜的另一侧设置有镜筒透镜和TDI线阵相机。本实用新型专利技术中，采用多波长激光合束的激发光源，相比较于现有荧光显微镜采用的LED光源，亮度更高，体积更小，成本更低，同时，对激发光源进行了整形，得到了均匀性较好的线型光斑，更加匹配TDI线阵相机的通光孔径，降低了使用圆形光斑入射时造成的光功率损失。了使用圆形光斑入射时造成的光功率损失。了使用圆形光斑入射时造成的光功率损失。

【技术实现步骤摘要】
一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜


[0001]本技术属于荧光显微镜
，具体涉及一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜。

技术介绍

[0002]某些物质在特定波长范围的光线照射下可发出比激发光波长更长的光，即荧光，荧光显微镜就是利用这一光学原理。荧光显微镜主要用于研究细胞内物质的吸收、运输、化学物质的分布及定位等。荧光显微镜主要由激发光源、激发滤光片、分束器、发射滤光片、显微物镜、相机构成。现有的荧光显微镜采用的激发光源绝大多数为LED光源，该光源可以发出若干不同波长的光，为了达到高亮度的要求，LED光源必须采用阵列，一般体积都较大。随着激光的发展，一些高端的荧光显微镜开始采用激光作为激发光源，同LED光源相比，激光的光能量密度更高，成本更低，相同光功率下的体积更小。
[0003]在使用TDI线阵相机的荧光显微镜中，如果使用传统的LED光源则会造成极大的光功率损失，这是因为TDI线阵相机的通光孔径为线型，如长方形，而LED光源发射的光斑为圆形光斑，整个圆形光斑覆盖TDI线阵相机时，除入光口径为长方形的部分可以进入TDI线阵相机，其余光束全部损失，因此，为减少甚至避免光束损失，需要通过光束整形结构将LED光源发射的光斑整形成为适配TDI线阵相机的线型光斑。然而，LED光源体积一般较大，光能量密度与激光相比较低，且发散角较大，因此，对LED光源进行整形的难度和成本都较大，且整形后照度不均匀。另外，如果LED光源想要达到和激光一样的亮度，就需要做成多个LED光源组成阵列同时出光，这样的话体积和成本会额外增加。
[0004]还需要注意的是，使用TDI线阵相机的荧光显微镜即使采用激光光源，若未进行光束整形，同样会出现因不完全适配TDI线阵相机的线型光斑而造成光损失的问题。但是，目前市面使用TDI线阵相机的荧光显微镜中还没有发现这种光束整形结构，存在市场空白。
[0005]在对光束进行整形前提下，为了确保光束照度的均匀性并尽量降低体积，更为合适的是采用激光光源。为此，本技术提供了一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的技术问题，本技术的目的在于提供一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜。
[0007]为实现上述目的，达到上述技术效果，本技术采用的技术方案为：
[0008]一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜，包括合束光组、鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜、显微物镜、发射光滤光轮、镜筒透镜和TDI线阵相机，所述合束光组、鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜沿光入射方向顺序设置，显微物镜设置于分束镜一侧，分束镜的另一侧设置有镜筒透镜和TDI线阵相机。
[0009]进一步的，所述合束光组包括沿光入射方向顺序设置的激光器组、准直透镜组和
二向色镜组，所述激光器组包括若干个波长各不相同的激光器，所述准直透镜组包括若干个准直透镜，所述二向色镜组包括若干个二向色镜，激光器、准直透镜和二向色镜的数量相同，每个激光器均与一个准直透镜和一个二向色镜相对应。
[0010]进一步的，所述激光器组包括四个波长各不相同的激光器，由左至右依次记为：激光器Ⅰ、激光器Ⅱ、激光器Ⅲ、激光器Ⅳ；所述准直透镜组包括四个准直透镜，由左至右依次排列；所述二向色镜组包括四个二向色镜，由左至右依次记为：二向色镜Ⅰ、二向色镜Ⅱ、二向色镜Ⅲ、二向色镜Ⅳ；所述激光器Ⅰ、最左侧的准直透镜、二向色镜Ⅰ位置一一对应且适配，所述激光器Ⅱ、中间靠左的准直透镜、二向色镜Ⅱ位置一一对应且适配，所述激光器Ⅲ、中间靠右的准直透镜、二向色镜Ⅲ位置一一对应且适配，所述激光器Ⅳ、最右侧的准直透镜、二向色镜Ⅳ位置一一对应且适配。
[0011]进一步的，所述激光器的波长范围为330nm～550nm。
[0012]进一步的，所述准直透镜采用球面透镜、非球面透镜、柱面透镜或球透镜，且准直透镜镀有增透膜。
[0013]进一步的，所述二向色镜组的出射光斑直径为0.8～3mm，入射到鲍威尔棱镜上的光斑直径为0.8～3mm。
[0014]进一步的，所述鲍威尔棱镜表面镀有增透膜，所述鲍威尔棱镜的扇形角为10
°
～60
°
，经鲍威尔棱镜出射的光斑为一字型光斑。
[0015]进一步的，所述显微物镜的线视场为10～30mm，数值孔径NA为0.1～1.25，放大倍率为4X～100X。
[0016]进一步的，所述镜筒透镜的焦距为180mm～200mm，线视场为10～30mm。
[0017]进一步的，所述激发光滤光轮和发射光滤光轮的结构相同，均包括面板、旋转电机M和滤光轮，所述面板上均布有四个相同直径的滤光片，所述滤光轮与旋转电机M相连并受旋转电机M的控制。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0019]本技术公开了一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜，相比较于现有荧光显微镜采用的LED光源，本技术采用了不同波长激光合束的激发光源，其亮度更高，激光的单色性较好，一个激光器对应一个波长，能够适应荧光显微镜需要不同波长出光的要求，即使将多个不同波长的激光器进行合束，合束后的激光器组的体积仍然小于LED光源的体积，满足体积更小、成本更低的需求；同时，为了匹配TDI线阵相机的通光孔径，对激发光源采用鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜、发射光滤光轮等进行了整形，得到了均匀性较好的线型光斑，降低了使用圆形光斑入射时造成的光功率损失，整形难度较低，成本较低，更适合工业化推广使用。
附图说明
[0020]图1为本技术的结构示意图；
[0021]图2为本技术的鲍威尔棱镜的结构示意图；
[0022]图3为本技术的柱面镜的结构示意图；
[0023]图4为本技术的激发光滤光轮或发射光滤光轮的结构示意图；
[0024]图5为本技术中入射到TDI线阵相机的线型光斑；
[0025]图6为本技术实施例1的光斑的照度分布曲线。
具体实施方式
[0026]下面对本技术进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0027]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0028]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜，其特征在于，包括合束光组、鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜、显微物镜、发射光滤光轮、镜筒透镜和TDI线阵相机，所述合束光组、鲍威尔棱镜、柱面镜、激发光滤光轮、分束镜沿光入射方向顺序设置，显微物镜设置于分束镜一侧，分束镜的另一侧设置有镜筒透镜和TDI线阵相机。2.根据权利要求1所述的一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜，其特征在于，所述合束光组包括沿光入射方向顺序设置的激光器组、准直透镜组和二向色镜组，所述激光器组包括若干个波长各不相同的激光器，所述准直透镜组包括若干个准直透镜，所述二向色镜组包括若干个二向色镜，激光器、准直透镜和二向色镜的数量相同，每个激光器均与一个准直透镜和一个二向色镜相对应。3.根据权利要求2所述的一种使用多波长激光光源的线扫描式荧光显微镜，其特征在于，所述激光器组包括四个波长各不相同的激光器，由左至右依次记为：激光器Ⅰ、激光器Ⅱ、激光器Ⅲ、激光器Ⅳ；所述准直透镜组包括四个准直透镜，由左至右依次排列；所述二向色镜组包括四个二向色镜，由左至右依次记为：二向色镜Ⅰ、二向色镜Ⅱ、二向色镜Ⅲ、二向色镜Ⅳ；所述激光器Ⅰ、最左侧的准直透镜、二向色镜Ⅰ位置一一对应且适配，所述激光器Ⅱ、中间靠左的准直透镜、二向色镜Ⅱ位置一一对应且适配，所述激光器Ⅲ、中间靠右的准直透镜、二向色镜Ⅲ位置一一对应且适配，所述激光器Ⅳ、最右侧的准直透镜、二向色镜Ⅳ位置一一对应且适配。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兵兵，陈秋白，
申请(专利权)人：三序光学科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：