[发明专利]一种双光子受激发射损耗复合显微镜

说明书

本发明提供的双光子受激发射损耗复合显微镜，包括：双光子成像单元及STED成像单元，对于较厚的样本可以采用双光子成像单元，对于样本表层感兴趣的区域可以采用STED超分辨成像单元，且使得激发光和损耗光经物镜聚焦后的光斑在三维分布上精确重合，本发明提供的双光子受激发射损耗复合显微镜集成STED成像和双光子成像两种功能，使得两种激发光和损耗光经物镜聚焦后的光斑在三维分布上精确重合，为生物医学前沿研究提供了一种强有力工具。

技术领域

本发明涉及显微光学成像技术领域，尤其涉及一种双光子受激发射损耗复合显微镜。

背景技术

光学超分辨显微术的成像分辨率超越了光学衍射限制，其成像分辨率远高于传统的光学显微镜，是近年来的研究热点，出现了多种类型。受激发射损耗(StimulatedEmission Depletion，STED)显微术是首先提出也是直接克服光学衍射极限的远场光学显微术，其建立在激光共聚焦显微成像基础上，相对于其它类型的超分辨显微术，成像速度相对较快，能够对活细胞进行成像，在生物医学研究中可以探测更精细的结构。

STED成像分辨率很高，但成像深度很浅，双光子显微成像分辨率较差，但由于采用近红外光，成像深度较深，但目前尚未给出一个集成STED成像和双光子成像两种功能的复合显微镜，对于较厚的样本可以采用双光子成像，对样本表层感兴趣的区域可以采用STED超分辨成像的技术报道。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可以实现激发光斑和损耗光斑的快速高精度合束的双光子受激发射损耗复合显微镜。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种双光子受激发射损耗复合显微镜，包括：双光子成像单元及STED成像单元；

所述双光子成像单元包括：飞秒激光器、第一反射镜、第二反射镜、第一二色镜、第二滤光片、由第一透镜和第二透镜组成的扩束镜、第七反射镜、第二二色镜、λ/4玻片、第六反射镜、XY扫描振镜、扫描透镜、筒镜、第三二色镜、物镜、用于放置样本的三维纳米位移台、第三滤光片、第八反射镜、第三透镜及光电倍增管；

所述飞秒激光器发出的飞秒激光经所述第一反射镜和所述第二反射镜反射进入到所述第一二色镜，所述飞秒激光经所述第一二色镜透射后进入所述第二滤光片，所述第二滤光片透射入射的激发光束并进入由所述第一透镜和所述第二透镜组成的扩束镜，光束从所述第二透镜出射后经所述第七反射镜反射进入所述第二二色镜，并经所述第二二色镜透射后进入所述λ/4玻片，再经所述第六反射镜反射后进入到所述XY扫描振镜，经所述XY扫描振镜出射的光束依次经所述扫描透镜和所述筒镜进入到所述第三二色镜，并经所述第三二色镜透射的光束进入所述物镜，并被所述物镜聚焦在位于所述三维纳米位移台上的样本处，样本发出的荧光经所述物镜收集后进入所述第三二色镜，并经所述第三二色镜反射后进入到所述第三滤光片，所述第三滤光片对入射的激光进行抑制并对荧光进行透射，透射所述第三滤光片的荧光经所述第八反射镜反射后进入到所述第三透镜，经所述第三透镜聚焦的光束进入到所述光电倍增管，实现对双光子成像荧光信号的探测；

所述STED成像单元包括：所述超连续谱激光器、光纤头、四自由度调节器、所述第一二色镜、所述第二滤光片、由所述第一透镜和所述第二透镜组成的所述扩束镜、所述第七反射镜、所述第二二色镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、相位板、所述λ/4玻片、所述第六反射镜、所述XY扫描振镜、所述扫描透镜、所述筒镜、所述第三二色镜、所述物镜、用于放置样本的三维纳米位移台、所述第三滤光片、第八反射镜、第四透镜、针孔及雪崩二极管，所述第八反射镜可移出所在光路；所述光纤头被夹持在所述四自由度调节器中，所述四自由度调节器可调节所述光纤头绕XY轴向二自由度旋转和沿XY轴向二自由度移动，以调节所述光纤头输出激光的位置和传输方向；