【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及显微成像，尤其涉及一种非线性焦点调制显微成像装置及方法。
技术介绍
1、传统的非线性焦点调制显微成像技术存在成像速度受到限制无法对时间分辨率要求较高的样品成像，以及成像过程中可能出现运动伪影的问题。通过改变激发光的调制方法，减少饱和实心和空心光斑转换所需的时间，可以实现在扫描过程中进行饱和实心和空心光斑的转换从而提高时间分辨率并减少可能会由于样品运动而出现伪影的现象。但当进行高速调制时，需要采用合适的探测方法从而能够及时的获取并提取饱和实心和空心扫描得到的荧光信号。传统的非线性焦点调制显微成像技术通常采用雪崩光电二极管或光电倍增管作为探测器，该仪器作为探测器虽然能够实现对微弱信号的探测，但同时也对噪声进行了放大，成像结果往往具有一定的噪声，尤其是对于微弱信号进行探测时，噪声的影响更加明显，严重影响了成像质量。
2、因此，提出一种非线性焦点调制显微成像装置及方法，来解决现有技术存在的问题，是本领域技术人员亟须解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种非线性焦点调制显微成像装置及方法，能够简化光学系统，减少样品运动和系统不稳定可能带来的噪声和差分操作后可能引入的伪像，提升成像质量和信噪比。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种非线性焦点调制显微成像装置，包括照明系统、探测系统和计算机，照明系统包括依次设置的激光器、电光调制模块、相位调制模块和荧光探测模块；
4、激光器，用于发出功率
5、电光调制模块，用于控制激光光束在水平偏振光和垂直偏振光两个不同偏振状态之间的快速转换；
6、相位调制模块，对线偏振光进行相位调制，形成照明样品并激发荧光信号的饱和实心光斑和空心光斑；
7、荧光探测模块，对荧光信号进行收集，放大，滤波和解调，得到饱和实心光斑和空心光斑的扫描结果。
8、上述的装置，可选的，电光调制模块包括：用于调制激发光偏振状态的电光调制器和用于控制电光调制器的高电压驱动单元，高电压驱动单元受控于计算机。
9、上述的装置，可选的，激光器和电光调制模块间设有用于将激发光调整为与电光调制器的晶体光轴方向夹角为45°的偏振片，调节后的激发光为水平偏振光。
10、上述的装置，可选的，激发光通过电光调制器，当电光调制器不施加控制电压时激发光的偏振状态不发生改变，当电光调制器施加大小为电光调制器的半波电压vπ大小的电压时，激发光转换为垂直偏振光。
11、上述的装置，可选的，相位调制模块采用偏振敏感的空间光调制器，当激发光为水平偏振光时，激发光在第一次到达空间光调制器表面时被相位调制模块加载的0到2π的涡旋相位调制图案进行相位调制，得到饱和空心光斑，当激发光为垂直偏振光时，空间光调制器在激发光第一次到达表面时不进行相位调制。
12、上述的装置，荧光探测模块包括用于收集饱和荧光信号的光电倍增管和用于实现相关检测，进行放大、滤波和解调荧光信号的锁相放大器，锁相放大器受控于计算机。
13、上述的装置，可选的，锁相放大器的参考信号和电光调制器的控制信号同步，通过解调得到随着电光调制器调节激发光偏振状态而变化的饱和实心和空心光斑的扫描信号，并通过后处理得到显微成像结果。
14、一种非线性焦点调制显微成像方法，用于执行上述任一项所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，包括以下步骤：
15、s1、激光器发出功率足够使荧光分子响应产生非线性饱和效应的激光光束，获得饱和荧光信号；
16、s2、激光光束在准直后通过电光调制模块控制激发光在水平偏振光和垂直偏振光之间的快速转换，获得饱和实心光斑和空心光斑；
17、s3、通过荧光探测模块对饱和荧光信号进行放大，滤波和解调得到饱和实心光斑和空心光斑的扫描图像，对扫描图像进行多图像反卷积处理后得到显微成像结果。
18、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种非线性焦点调制显微成像装置及方法，具有以下有益效果：1)在传统的非线性焦点调制显微成像系统的基础上进行了简单的改进，系统较为简单，且适用大部分荧光显微成像系统；2)不引入第二条调制光路，用单光路实现对激发光的调制，避免调节光路重合时可能引入的误差；3)利用电光调制技术结合偏振敏感的空间光调制器进行相位调制将激发光调节为饱和空心光斑的方法，与相位调制相比更加容易实现，简化了光学系统；4)利用电光调制技术实现激发光偏振状态的快速转换，在扫描过程中使激光在饱和实心和空心状态之间的快速转换，有效减少样品运动和系统不稳定可能带来的噪声和差分操作后可能引入的伪像；5)利用锁相放大器实现对荧光信号的相关检测，滤除和参考信号即电光调制器的驱动信号不同频率不同相位的噪声和干扰信号，提升成像质量和信噪比。
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1.一种非线性焦点调制显微成像装置，包括照明系统、探测系统和计算机，其特征在于，照明系统包括依次设置的激光器、电光调制模块、相位调制模块和荧光探测模块；
2.根据权利要求1所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
8.一种非线性焦点调制显微成像方法，用于执行权利要求1-7任一项所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种非线性焦点调制显微成像装置，包括照明系统、探测系统和计算机，其特征在于，照明系统包括依次设置的激光器、电光调制模块、相位调制模块和荧光探测模块；
2.根据权利要求1所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种非线性焦点调制显微成像装置，其特征在...
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