【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学显微成像，尤其涉及一种大视场多通道激光扫描显微成像系统。
技术介绍
1、目前激光扫描显微镜包括共聚焦显微镜和双光子显微镜，其中，点扫描需要对样本进行逐个点扫描成像，而对较大样本成像时，高速振镜的扫描角度小，无法覆盖整个样本视场，只能采用具备大偏转角的慢速振镜，导致成像速度极慢。
2、此外，采用多通道扫描探测只是在探测端多通道同时探测，探测结构十分繁琐，需要每一个反射镜的角度都精准调节才能实现相邻的角度间隔相等。因此，在成像的相邻区域会产生信号串扰。并且多通道扫描探测只是针对2mm内的小视场成像，在大视场成像系统中会存在扫描角度不够等问题，不能满足大视场激光成像的扫描需求。
技术实现思路
1、本申请提供一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，以至少解决相关技术中如何不发生相邻通道串扰以及提高大视场成像速率等问题。本申请的技术方案如下：
2、根据本申请实施例的一方面，提供一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，包括光源发射模块、快速扫描模块、分束模块、慢速扫描模块、样本采集模块和探测模块；
3、所述光源发射模块用于向所述快速扫描模块发射第一激光光束；
4、所述快速扫描模块用于对所述第一激光光束进行快速扫描并对扫描后的第一激光光束的像差进行优化；
5、所述分束模块包括分束器件、二向色镜、第二扫描透镜和第二扫描筒镜，所述分束器件用于将所述扫描后的第一激光光束分束为多条第二激光光束，所述二向色镜一侧用于透射所述多条第二激光
6、所述慢速扫描模块包括第一振镜、第二振镜、第三扫描透镜和第三扫描筒镜，所述第一振镜的扫描方向与高速扫描器件的扫描方向相互垂直，所述第一振镜用于进行大视场扫描并产生多条扫描光束，所述第二振镜用于进行扫描状态的切换，所述扫描状态至少为两种，所述第三扫描透镜用于对所述扫描光束的焦点位置进行调整，所述第三扫描筒镜用于优化所述扫描光束的像差并将所述扫描光束聚焦到所述样本采集模块中；
7、所述样本采集模块用于收集扫描样本并将所述扫描光束转化为携带样本信号的所述信号光束；
8、所述探测模块包括多个探测器，所述探测器用于将所述信号光束产生的光信号转化为电信号并实现所述信号光束对应的样本图像的生成。
9、在一种可能的实现方式中，所述光源发射模块包括沿光路依次设置的激光器、半波片，所述激光器发射的第一激光光束满足高速扫描器件的扫描需求，所述半波器用于调整所述第一激光光束的偏振方向。
10、在一种可能的实现方式中，在所述激光器发射的第一激光光束不满足所述高速扫描器件的扫描需求的情况下，所述光源发射模块包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜用于调节所述第一激光光束的直径，以使所述第一激光光束满足所述高速扫描器件的扫描需求。
11、在一种可能的实现方式中，所述快速扫描模块包括高速扫描器件、第一扫描透镜和第一扫描筒镜，所述高速扫描器件用于对所述第一激光光束进行高速扫描并改变所述第一激光光束的光路，所述第一透镜用于调整扫描的焦平面，使所述第一激光光束在所述焦平面上均匀分布，所述第一扫描筒镜用于优化所述第一激光光束的像差并将优化后的第一激光光束传递到分束模块。
12、在一种可能的实现方式中，所述慢速扫描模块包括第一振镜、第二振镜、第三扫描透镜和第三扫描筒镜，所述第二振镜用于进行扫描状态的切换，每一所述扫描状态下的所述扫描光束的数量相等，每一所述扫描状态下的所述扫描光束均不重叠，每一所述扫描光束之间的扫描间隔距离相等。
13、在一种可能的实现方式中，所述样本采集模块包括成像物镜、样本以及样本位移台，所述成像物镜用于将所述扫描光束聚焦到样本上，以使所述扫描光束转化为携带样本信号的所述信号光束，所述样本位移台用于调整样本的位置变化。
14、在一种可能的实现方式中，所述探测模块用于接收样本采集模块返回的所述信号光束，返回过程沿光路依次包括慢速扫描模块、分束模块，所述慢速扫描模块用于对所述信号光束进行解扫描，所述分束模块包括二向色镜，所述二向色镜用于将解扫描后的信号光束反射到探测模块。
15、在一种可能的实现方式中，在所述探测器为点探测器的情况下，所述探测模块包括透镜，多组多模光纤束以及多个点探测器，所述第三透镜用于将所述信号光束聚焦到所述多组多模光纤束的线探测端，所述多组多模光纤束用于获取所述信号光束对应的光信号并将所述光信号传输到点探测器，所述多个点探测器用于接收所述多组多模光纤束传输的所述光信号，将所述光信号转换为电信号并生成所述信号光束对应的样本图像。
16、在一种可能的实现方式中，在所述探测器为线探测器的情况下，所述探测模块包括第三透镜，多个直角反射镜以及多个线探测器，所述第三透镜用于将所述信号光束聚焦到所述多组多模光纤束的线探测端，所述多个直角反射镜用于改变所述信号光束的传递方向并引导所述信号光束至所述线探测器，所述多个线探测器用于接收所述直角反射器反射的所述信号光束，将所述信号光束对应的光信号转换为电信号并将多组电信号进行组合生成所述信号光束对应的所述样本图像。
17、在一种可能的实现方式中，相邻的所述第二激光光束之间的夹角相等且每条所述第二激光光束的扫描直径相等。
18、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
19、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
20、本申请中使用快速扫描模块与慢速扫描模块相结合，提高大视场下的扫描成像速率，实现了对样本扫描的完整性；
21、进而，使用第二振镜进行扫描状态的切换并且每个扫描状态下的扫描光束不重叠，实现大视场多通道间的无串扰扫描，保证通道间扫描成像的可靠性与安全性；
22、再使用结构简单的分束器件以及探测结构，节约分束以及扫描成像的硬件成本，节省了空间，使结构更加紧凑。
23、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
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1.一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，包括光源发射模块(1)、快速扫描模块(2)、分束模块(3)、慢速扫描模块(4)、样本采集模块(5)和探测模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述光源发射模块(1)包括沿光路依次设置的激光器(11)、半波片(12)，所述激光器发射的第一激光光束满足高速扫描器件(21)的扫描需求，所述半波器用于调整所述第一激光光束的偏振方向。
3.根据权利要求2所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，在所述激光器(11)发射的第一激光光束不满足所述高速扫描器件(21)的扫描需求的情况下，所述光源发射模块(1)包括第一透镜(131)和第二透镜(132)，所述第一透镜(131)和所述第二透镜(132)用于调节所述第一激光光束的直径，以使所述第一激光光束满足所述高速扫描器件(21)的扫描需求。
4.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述快速扫描模块(2)包括高速扫描器件(21)、第一扫描透镜(221)和第一扫描筒镜
5.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述慢速扫描模块(4)包括第一振镜(41)、第二振镜(42)、第三扫描透镜(431)和第三扫描筒镜(432)，所述第二振镜(42)用于进行扫描状态的切换，每一所述扫描状态下的所述扫描光束的数量相等，不同所述扫描状态下的所述扫描光束均不重叠，每一所述扫描光束之间的扫描间隔距离相等。
6.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述样本采集模块(5)包括成像物镜(51)、样本(52)以及样本位移台(53)，所述成像物镜用于将所述扫描光束聚焦到样本(52)上，以使所述扫描光束转化为携带样本信号的所述信号光束，所述样本位移台(53)用于调整样本(52)的位置变化。
7.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述探测模块(6)用于接收样本采集模块(5)返回的所述信号光束，返回过程沿光路依次包括慢速扫描模块(4)、分束模块(3)，所述慢速扫描模块(4)用于对所述信号光束进行解扫描，所述分束模块(3)包括二向色镜(32)，所述二向色镜(32)用于将解扫描后的信号光束反射到探测模块(6)。
8.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，在所述探测器为点探测器的情况下，所述探测模块(6)包括第三透镜(61)，多组多模光纤束以及多个点探测器，所述第三透镜(61)用于将所述信号光束聚焦到所述多组多模光纤束的线探测端，所述多组多模光纤束用于获取所述信号光束对应的光信号并将所述光信号传输到点探测器，所述多个点探测器用于接收所述多组多模光纤束传输的所述光信号，将所述光信号转换为电信号并生成所述信号光束对应的样本图像。
9.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，在所述探测器为线探测器的情况下，所述探测模块(6)包括第三透镜(61)，多个直角反射镜以及多个线探测器，所述第三透镜(61)用于将所述信号光束聚焦到所述多组多模光纤束的线探测端，所述多个直角反射镜用于改变所述信号光束的传递方向并引导所述信号光束至所述线探测器，所述多个线探测器用于接收所述直角反射器反射的所述信号光束，将所述信号光束对应的光信号转换为电信号，生成所述信号光束对应的所述样本图像。
10.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，相邻的所述第二激光光束之间的夹角相等且每条所述第二激光光束的扫描直径相等。
...【技术特征摘要】
1.一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，包括光源发射模块(1)、快速扫描模块(2)、分束模块(3)、慢速扫描模块(4)、样本采集模块(5)和探测模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述光源发射模块(1)包括沿光路依次设置的激光器(11)、半波片(12)，所述激光器发射的第一激光光束满足高速扫描器件(21)的扫描需求，所述半波器用于调整所述第一激光光束的偏振方向。
3.根据权利要求2所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，在所述激光器(11)发射的第一激光光束不满足所述高速扫描器件(21)的扫描需求的情况下，所述光源发射模块(1)包括第一透镜(131)和第二透镜(132)，所述第一透镜(131)和所述第二透镜(132)用于调节所述第一激光光束的直径，以使所述第一激光光束满足所述高速扫描器件(21)的扫描需求。
4.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述快速扫描模块(2)包括高速扫描器件(21)、第一扫描透镜(221)和第一扫描筒镜(222)，所述高速扫描器件(21)用于对所述第一激光光束进行高速扫描并改变所述第一激光光束的光路，所述第一扫描透镜(221)用于调整扫描的焦平面，使所述第一激光光束在所述焦平面上均匀分布，所述第一扫描筒镜(222)用于优化所述第一激光光束的像差并将优化后的第一激光光束传递到分束模块(3)。
5.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统，其特征在于，所述慢速扫描模块(4)包括第一振镜(41)、第二振镜(42)、第三扫描透镜(431)和第三扫描筒镜(432)，所述第二振镜(42)用于进行扫描状态的切换，每一所述扫描状态下的所述扫描光束的数量相等，不同所述扫描状态下的所述扫描光束均不重叠，每一所述扫描光束之间的扫描间隔距离相等。
6.根据权利要求1所述的一种大视场多通道激光扫描显微成像系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐欣，何益，史国华，罗勤，宋雅慧，王吉祥，张欣，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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