[发明专利]一种自适应像差校正图像扫描显微成像方法

权利要求书

1.一种自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，所述方法基于自适应像差校正图像扫描显微成像装置，所述装置包括：激光器、准直扩束系统、第一分束器、像差校正系统、二维扫描振镜、扫描透镜、管镜、宽场照明光源、第二分束器、物镜、样品、三维位移台、探测透镜、sCOMS相机、计算机控制系统；

其中，所述激光器发出的激光经过准直扩束系统后由第一分束器反射进入像差校正系统；通过计算机连接像差校正系统对入射光场的波面进行相位调制；经调制后的激光依次经过二维扫描振镜、扫描透镜、管镜，透过第二分束器后由物镜聚焦后对样品进行点探测；样品放置于三维位移台上；携带样品信息的反射光由物镜收集，沿原光路返回透过第一分束器，由探测透镜成像于sCMOS相机成像面；宽场照明光源通过第二分束器反射对样品进行宽场照明；完整成像过程由计算机控制系统进行控制；

所述方法包括以下步骤：

步骤一：使所述宽场照明光源照明样品，使sCMOS相机对样品进行全像素宽场预成像；所述sCMOS相机根据预成像结果计算像差评价函数，其中，所述像差评价函数为sCMOS相机图像的峰值强度或图像锐度；

步骤二：根据像差评价函数，利用像差校正系统进行自适应像差校正，在所述自适应像差校正过程中，所述sCMOS相机实时成像，并计算像差评价函数实时反馈给计算机控制系统；计算机根据像差评价函数控制像差校正系统进行自适应像差校正；

步骤三：通过二维扫描振镜来控制激光扫描样品，使sCOMS相机特定像素采集信号；其中，sCOMS相机有效像元数量根据像差校正过程的像差评价函数来确定；

步骤四：对于每一个扫描位置，计算机控制系统同步控制sCOMS相机均采集一次信号；

步骤五：对每个扫描位置采集到的信号求和；对于所有信号根据扫描位置进行像素重分配，重构出最终图像。

2.根据权利要求1所述的自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，所述的宽场照明光源为白光光源或者单色光源。

3.根据权利要求1所述的自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，所述的像差校正系统为空间光调制器和可变形反射镜中的至少任一。

4.根据权利要求1所述的自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，利用像差校正过程中的像差评价函数变化重新设定像素重分配过程中的参数阈值，优化像素重分配过程。

5.根据权利要求4所述的自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，像素重分配过程中参数阈值设定包括：像差越大，参数阈值设定值越小。

6.根据权利要求1、4-5任一项所述的自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，通过计算最终自适应像差校正后的像差评价函数来设定激光扫描显微过程中sCMOS相机有效像元的个数。

7.根据权利要求1所述的自适应像差校正图像扫描显微成像方法，其特征在于，所述sCOMS相机有效像元数量确定包括：若像差评价函数显示经过校正后的残余像差较小，则选择较少的有效像元数量；若评价函数显示经过校正后的残余像差较大，则选择较多的有效像元数量。