[发明专利]一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统及其成像方法

权利要求书

1.一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，包括反馈和扫描控制器(11)，三维扫描台(1)，扫描台上设有样品台(10)，样品台上方设有微球透镜(5)，微球透镜上方设有光学显微镜(6)，所述微球透镜固定于探针(4)上，探针固定于手动位移台(2)上，其特征在于：所述探针(4)通过柔性连接件(3)与手动位移台(2)相连接，手动位移台(2)上设有激光发射器(7)，所述探针(4)上设有反射激光发射器发出的光线的平面反光镜(8)，手动位移台(2)上在激光发射器(7)上方设有接收平面反光镜(8)反射光线的光敏位置传感器(9)，光敏位置传感器(9)可以检测由微球透镜(5)与样品表面的接触力导致的平面反光镜(8)的偏转，通过反馈和扫描控制器(11)驱动三维扫描台(1)，可以保证在扫描样品过程中，维持微球透镜(5)与样品表面在设定接触力下的恒定接触，从而保证微球透镜近场光学超分辨率成像条件，实现大视场范围超分辨率扫描成像。

2.如权利要求1所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的探针(4)为毛细管探针，并在靠近微球透镜(5)端作弯曲处理。

3.如权利要求2所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的探针(4)针尖不低于所述的微球透镜(5)的最底端。

4.如权利要求3所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的探针(4)针尖高出所述的微球透镜(5)的最底端至少1微米。

5.如权利要求1-2所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的平面反射镜(8)固定于探针(4)未弯曲部分的最靠近微球透镜(5)一端。

6.如权利要求1所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的光学显微镜(6)的物镜放大倍数大于等于20倍，数值孔径0.4以上。

7.如权利要求1所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的激光发射器(7)安装于手动位移台(2)上，并通过两个调节旋钮调节激光发射器(7)的左右和上下指向，从而让激光发射器(7)发射的激光对准平面反射镜(8)。

8.如权利要求1所述的一种基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统，其特征在于：所述的光敏位置传感器(9)安装于手动位移台(2)上激光发射器(7)上方，并通过两个调节旋钮调节光敏位置传感器(9)的左右和上下位置，从而让从平面反射镜(8)反射回的激光对准光敏位置传感器(9)的中心。

9.一种权利要求1所述的基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统的成像方法，其步骤为：扫描成像时，所述的微球透镜(5)相对于光学显微镜(6)的位置固定不动，由反馈和扫描控制器(11)驱动扫描台(1)并带动样品台(10)以及样品一起相对于微球透镜(5)作扫描运动。

10.如权利要求9所述的基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统的成像方法，其特征在于：所述的微球透镜(5)位于光学显微镜(6)物镜的焦平面上方位置，与物镜焦平面距离反比于物镜的数值孔径。

11.根据权利要求9所述的基于光敏位置传感器反馈的微球透镜超分辨率光学扫描成像系统的成像方法，其特征在于：扫描成像时，通过反馈和扫描控制器(11)来控制扫描台(1)的移动，使得微球透镜(5)的底部与样品表面之间保持恒定接触，并维持设定的接触力。