[发明专利]多焦点光束产生装置及多焦点共焦扫描显微镜

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种光束产生装置，尤其涉及一种多焦点光束产生装置；同时，本发明还涉及一种包括上述多焦点光束产生装置的多焦点共焦扫描显微镜。

背景技术

共焦显微技术是提供物体的一个或多个层面的高分辨率图像的现有技术，点光源发出的光束经物镜聚焦到物体表面，光束经物体反射或透射后再经聚焦透镜聚焦到针孔后进入光电探测器。

为了提高激光扫描共焦显微技术的成像速度，通常采用多焦点光束形成多个具有衍射极限质量并且能够分散聚焦的焦点同时激发样品。多焦点扫描显微技术和单光束激发扫描显微技术主要区别在于多焦点扫描显微技术需要一个多焦点光束产生装置和多焦点光束探测装置，现有的多焦点显微技术主要采用微透镜阵列、光束分离器和衍射光学元件等方法实现激光光束的分光和产生多个焦点。上述多焦点显微技术利用多光束并行激发样品的方法以提高激光共焦扫描成像速度，以实现样品的三维快速多光子激发荧光显微成像。

用于实现多焦点共焦扫面显微技术的多焦点光束经聚焦后的焦斑应满足以下三个条件：首先，每个焦点应该具有尽可能高地均匀性，即各个焦点的强度应保持一致，目的是为了避免图像重构时的误差；其次，考虑到成像分辨率，每个焦点的尺寸应尽可能小；最后，每个焦点的形状应该尽可能为圆对称分布，目的是为了确保焦平面上各个方向的分辨率是相同的。

然而现有的多焦点显微技术均无法同时满足上述三个条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多焦点光束产生装置，经聚焦后可呈现多个焦点的光束。

此外，本发明还提供一种多焦点共焦扫描显微镜，可保证高分辨率的前提下成像速度快。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多焦点光束产生装置，包括光源、偏振器和偏振滤波光路；

所述偏振滤波光路在光源出射光束经过偏振器后的光路上设置有第一偏振分光镜，光束经过第一偏振分光镜后一部分发生反射，一部分发生透射；

在反射光路上依次设置有第一反射镜、第一滤波片和第二偏振分光镜；

在透射光路上依次设置有第二滤波片、第二反射镜和第二偏振分光镜，反射光束和透射光束在第二偏振分光镜处汇合成一束光束。

作为本发明的一种优选方案，所述偏振器和第一偏振分光镜之间设置有环形光束产生装置，沿光路轴对称的设置有第一外反射式圆锥面反射镜、第一内反射式圆锥面反射镜、第二内反射式圆锥面反射镜和第二外反射式圆锥面反射镜。

作为本发明的一种优选方案，所述第一滤波片的振幅滤波函数为所述第二滤波片的振幅滤波函数为其中，为光束横截面上的方位角，n为正整数，m为大于0的整数。

作为本发明的一种优选方案，其中，n为正奇数。

作为本发明的一种优选方案，其中，n为正奇数，m为大于1的整数。

作为本发明的一种优选方案，其中，n为正偶数，m＝1。

一种多焦点共焦扫描显微镜，所述显微镜包括：

上述的多焦点光束产生装置；

焦点调控组件，被配置成调控多焦点的空间位置；

样品组件，用于保持经多焦点光束产生装置产生的光束扫描的样品；

光电探测器件，被配置成探测由所述样品反射的光；

控制组件，用于控制上述各组件。

本发明提出的多焦点光束产生装置及多焦点共焦扫描显微镜的有益效果在于：通过多焦点光束产生装置产生的光束经聚焦后得到的焦点同时具有高均匀性(强度一致)、尺寸小和形状呈圆对称分布的特点。包含多焦点光束产生装置的多焦点共焦扫描显微镜具有保证高分辨率的前提下成像速度快的特点，或者在同样的成像速度下具有更高分辨率的特点。

附图说明

图1为本发明实施例的多焦点光束产生装置示意图。

图2为本发明实施例的环形光束产生装置示意图。

图3为本发明实施例的多焦点共焦扫描显微镜示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一