[发明专利]显微镜设备、方法和系统

权利要求书

1.一种成像装置，包括：

光源，所述光源以第一波长生成激发光的脉冲光束，其中，所述第一波长至少为620nm；

光学系统，所述光学系统(a)将所述激发光光束以倾斜角度投射到样本中，其中，所述激发光光束在所述样本内的位置依据扫描元件的取向而变化，所述扫描元件提供光的二维扫描；以及(b)由源自所述激发光光束的所述位置的检测光在中间图像平面处形成线性图像，其中，所述线性图像上的不同点对应于所述样本内的不同深度，其中，无论所述扫描元件的所述取向如何，所述中间图像平面处的所述线性图像都保持静止，并且其中，所述检测光具有比所述第一波长短的第二波长；以及

光检测元件的线性阵列，其中，每一个所述光检测元件对所述第二波长敏感，其中，所述线性阵列布置成捕获所述中间图像平面的多个第二波长线性图像，所述多个第二波长线性图像分别对应于所述扫描元件或激发光束的多个不同位置和/或取向；以及

光学狭缝，所述光学狭缝位于所述扫描元件和所述线性阵列之间的所述检测光的光学路径中，

其中，控制所述扫描元件的所述取向以使所述激发光光束的所述位置扫掠出所述样本内的三维体积。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光学狭缝位于所述中间图像平面附近。

3.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述光束是使用空间光调制器生成的激发光的贝塞尔光束。

4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述线性阵列位于与所述中间图像平面重合的位置处。

5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述线性阵列位于远离所述中间图像平面的位置处，并且其中，所述成像装置进一步包括光学部件，所述光学部件布置成(a)将来自所述中间图像平面的光路由至所述线性阵列，以及(b)提供放大率。

6.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括波长选择性滤光片，所述波长选择性滤光片位于所述扫描元件和所述线性阵列之间的所述检测光的所述光学路径中，所述波长选择性滤光片防止具有所述第一波长的光到达所述线性阵列。

7.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述线性阵列的每一个所述光检测元件包括光电二极管或光电倍增管元件。

8.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一波长至少为1μm。

9.一种成像装置，包括：

光源，所述光源以第一波长生成光的脉冲光束，其中，所述第一波长至少为620nm；

光束整形光学器件，所述光束整形光学器件将来自所述光源的所述光的光束整形成激发光光束，所述激发光光束包括一系列不同深度的光斑；

光学系统，所述光学系统(a)将所述激发光光束以倾斜角度投射到样本中，其中，所述激发光光束在所述样本内的位置依据扫描元件的取向而变化，所述扫描元件提供光的二维扫描；以及(b)由源自所述激发光光束的所述位置的检测光在中间图像平面处形成图像，其中，无论所述扫描元件的所述取向如何，所述中间图像平面都保持静止，并且其中，所述检测光具有比所述第一波长短的第二波长；以及

光检测元件的阵列，其中，每一个所述光检测元件对所述第二波长敏感，其中，所述阵列布置成捕获所述中间图像平面的多个第二波长图像，所述多个第二波长图像分别对应于所述扫描元件或激发光束的多个不同位置和/或取向；以及

其中，在两个维度上控制所述扫描元件的所述取向，以使所述激发光光束的所述位置扫掠出所述样本内的三维体积。

10.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述光束整形光学器件包括空间光调制器。

11.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述阵列包括线性阵列，所述线性阵列位于与所述中间图像平面重合的位置处。