[发明专利]一种激光光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光光源输出装置，属于荧光显微镜技术领域。

背景技术

光学显微镜一直在生物学领域占有重要的地位。它贯穿了整个生物学的发展历程，包括细胞的发现、细胞器的观察、以及细胞动态过程。近五十年内，荧光显微镜因其高分辨率和成像选择性，在光学显微镜家族中占据了主导地位。荧光显微镜发展到今天，最为重要的技术改进是激光技术和光学显微镜的结合，即激光共聚焦显微镜的发明。激光共聚焦扫描光学显微镜大大增强了光学显微镜的轴向分辨能力并提高了成像清晰度。随后，全内反射显微镜的出现使Z轴的分辨率提高到100纳米。更加值得注意的是，近几年的超分辨荧光显微镜的发明使光学显微镜的发展达到了空前的繁荣，科学家正在积极的开发各种成像模式以适应各自的成像要求。

现有的高分辨荧光成像技术都离不开激光作为成像光源，并且要求激光可以随意切换、光束稳定。通常，商品仪器的激光光源是通过空间光耦合后引入到光纤中，并导入显微镜光路中。这种方式的缺点是耦合效率低，光束受到环境的影响大，容易偏离聚焦位点，需要定期的调试，花费大量的人力维修。尤其国产半导体激光器发散角大，近场光斑难以压缩，并且光束质量较差，使应用更加困难。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种激光光源装置，目的是获得高耦合效率、高调制深度且长期稳定的优质激光光源束。本发明可应用在多种荧光显微镜成像系统，包括激光共聚焦荧光显微镜、全内角反射荧光显微镜、超分辨荧光显微镜等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光光源装置，解决了现有激光器阵列输出不稳定的问题，在获得高耦合效率、高调制深度优质激光光源束的同时，大幅提高了光源束的长期稳定性，可广泛用于激光共聚焦荧光显微镜、全内角反射荧光显微镜、超分辨荧光显微镜等。

根据本发明的一个方案，其特征在于，包括激光器、反射镜、自动调节器和激光汇聚器；自动调节器位于反射镜背面，调节反射镜的位置和角度；其中，所述激光器发出的激光，照在反射镜上；位于反射镜背面的自动调节器调节反光镜的位置和角度，将激光反射到激光汇聚器，汇聚成光源束。自动调节器对反射镜位置和角度的自动精确控制，通过计算机软件实现。

在一个优选的实施方式中，所述激光器任选自气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器中的一种或几种。进一步的优选实施方式为，所述激光器为半导体激光器。

在一个优选的实施方式中，激光器的数量大于等于2，其中至少有2个激光器发射的激光波长不相同。进一步的优选实施方式为，所述激光器的数量大于等于2，每个激光器发射的激光波长均不相同。

本领域技术人员可根据实际情况，选择激光器的数量、种类、波长和功率，以获得测量需要的最佳光源束。

在一个优选的实施方式中，所述激光汇聚器包括一组半透半反分光镜。进一步的优选实施方式为，所述半透半反分光镜的数量与激光器的数量相等。

在一个优选的实施方式中，所述反射镜的数量大于等于1，小于等于激光器的数量。

在一个优选的实施方式中，所述自动调节器的数量大于等于1，小于等于反射镜的数量。

在一个优选的实施方式中，所述激光器、反射镜、自动调节器三者数量相等。

本领域技术人员可根据各激光器发出的激光光源，选择合适数量的反射镜和自动调节器的数量，以能将各束激光光源平行投射入激光汇聚器为准。

本发明所提供的激光光源装置可用于荧光显微镜，在一个实施方式中，从激光汇聚器出来的光源束，经反射镜导入荧光显微镜的光路，具体步骤如下：

激光器发出的激光照射在带有自动调节器的反射镜上，自动调节器通过调节反射镜的角度对激光的光路进行精确定位；反射镜反射的激光由激光汇聚器汇集成一束光源束后，经反射镜直接进入荧光显微镜光路，经过半透半返分光镜和物镜照射在样品上，样品发射的荧光经过反射镜到达电荷耦合阵列检测器，简称CCD检测器，进行荧光成像。

本发明所提供的激光光源装置用于荧光显微镜，在另一个实施方式中，从激光汇聚器出来的光源束，经光纤传导装置导入荧光显微镜的光路；所述光纤传导装置包括光纤耦合器和光纤，具体步骤如下：

激光器发出的激光照射在带有自动调节器的反射镜上，位置自动调节器通过调节反射镜的角度对激光的光路进行精确定位；反射镜反射的激光由激光汇聚器汇集成一束光源束后，经光纤耦合器进入光纤，由光纤导入荧光显微镜光路，经过透镜、半透半返分光镜和物镜照射在样品上，样品发射的荧光经过反射镜到达CCD检测器上进行荧光成像。