[发明专利]一种小型化的多角度三维超分辨光片荧光显微镜

权利要求书

1.一种多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，包括：光源模块、光片生成模块、样品控制模块和图像采集模块；

光源模块用于形成一束准直的椭圆光；

光片生成模块用于根据所述准直的椭圆光产生两束光片，并对两束对射光片进行调整使其在三维空间对齐；

所述光片生成模块包括：分光棱镜、第一反射镜、第一柱面镜、第二反射镜、第三反射镜和第二柱面镜；

准直的椭圆光束由分光棱镜等分成相互垂直的第一束光和第二束光，第一束光经第一反射镜(221)反射后再经第一柱面镜(212)聚焦后在其焦点处形成用于照射在样品一侧的第一光片，第二束光依次经过第二反射镜(221)和第三反射镜(222)反射后再经第二柱面镜(223)聚焦后形成用于照射在样品另一侧的第二光片；

样品控制模块用于当所述光片照射在样品上时控制样品移动以被光片扫描；

图像采集模块用于将激发样品的荧光同步采集后形成图像序列。

2.如权利要求1所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，所述光源模块包括：激光器、光纤准直器，扩束整形模块和可调狭缝；

光纤准直器、可调狭缝和扩束整形模块依次设置在激光器的出射光的光轴上，激光器的出射光经光纤准直器准直后再经可调狭缝调整，扩束整形模块对经可调狭缝调整后椭圆光束的短轴高度进行调节，以实现光片厚度的动态调整。

3.如权利要求2所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，所述扩束整形模块包括：依次设置在光轴上的两枚柱面镜，两枚柱面镜呈平行放置，以实现对光束进行某一个维度的整形成椭圆光束。

4.如权利要求1所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，光片生成模块省去光学接力透镜组实现了第一光片和第二光片的精确对齐。

5.如权利要求4所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，光片生成模块均使用短焦距透镜以减小光程，第一柱面镜(212)可沿x方向平移微调；所述第二反射镜(221)直接放置于所述第二柱面镜焦点处，用于对第二光片进行f-theta式的z方向平移微调。

6.如权利要求1-5任一项所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，所述样品控制模块包括：样品夹持器、倾斜式扫描控制台和驱动器；样品通过样品夹持器固定在倾斜式扫描控制台上，通过驱动器控制样品移动以被光片扫描。

7.如权利要求6所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，所述倾斜式扫描控制台包括：倾斜块(311)，三维位移台(312)，电动扫描轴(313)和竖向补偿块(314)；倾斜块固定在三维位移台的xy面上，竖向补偿块固定在三维位移台的xy面上，电动扫描轴沿z方向固定在三维位移台上驱动其沿z轴移动以实现扫描；

所述倾斜块为一个带有倾斜角的零件，加工时使参考面先沿x方向倾斜一定的倾斜角，再沿y方向倾斜一定的倾斜角，用于使z轴扫描方向与xz面和yz面成角度，实现扫描时在三个维度产生小于像素尺寸的位移分量。

8.如权利要求7所述的多角度三维超分辨光片荧光显微镜，其特征在于，所述竖向补偿块(314)为带有倾角的零件，用于使得样品在扫描时沿竖直方向放置；且所述竖向补偿块(314)的倾角和所述倾斜块的倾斜角相同。