[发明专利]显微镜

说明书

本发明涉及一种显微镜(2)，包括：产生相干光束(7)的相干光源(4)；包括被配置为将所述相干光束(7)分成参考波束(7a)和样本照明波束(7b)的分束器(14)的光束引导系统(6)；被配置为保持所要观察的样本(1)的样本保持器(18)；被配置为指引样本照明波束(7b)通过样本并进入显微镜物镜(37)的样本照明装置(28)；被配置为在样本照明波束穿过所要观察的样本之后使参考波束和样本照明波束重新聚合的波束重聚器(16)；以及被配置为捕获波束重聚器下游的相干光束的至少相位和强度值的光感测系统(8)。

本申请是申请日为2015年9月18日、申请号为 201580060936.6、发明名称为“显微镜”的发明专利申请的分案 申请。

技术领域

本发明涉及显微镜，具体地，涉及用于生物学物质(包括细 胞和微生物)的三维层析成像的显微镜。本发明还可以更一般性 地用于非生物学透明材料的三维层析成像的领域。

背景技术

能够对生物学细胞及其内部结构进行三维成像的显微镜一般 基于数字层析成像技术，并且往往基于标记染料的使用，以增强 细胞的成分之间的强度对比度。但是，标记染料可能影响所要观 察的物质(尤其是在活细胞的情况下)，而且也会致使过程更加 复杂。在国际专利申请PCT/IB2011/051306中描述了基于3D折 射率计算的无标记非侵入式显微镜检查方法。但是，对非常小的 对象计算具有内部结构的足够细节的基于折射率的图像所需的图 像数据的捕获需要非常精确的显微镜。常规显微镜的精确度依赖 于透镜的质量以及在显微镜的各种部件的组装中的非常低的制造 公差。这导致显微镜成本高昂。此外，为了具有高数值孔径以增 加捕获数据的分辨率，针对所要观察的样本的可用工作距离和空间是非常有限的。这使得制备样品或样本以通过显微镜进行查看 变得复杂，并且限制了可以被观察的样本的类型以及可以呈现样 本的形式。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种实施和使用起来容易并且经 济的显微镜。

提供一种准确并给出高分辨率还生产起来经济的显微镜将是 有利的。

提供一种简化所要观察的生物学样本的制备的显微镜是有利 的。

提供一种可以与各种标准或者常见形式的生物学样本容器 (包括用于活细胞的培养皿)一起使用的显微镜是有利的。

提供一种简化所要观察的生物学样本的制备的显微镜是有利 的。

提供一种可靠的显微镜是有利的。

提供一种多用途的显微镜是有利的。

文中公开了一种显微镜，其包括：产生至少部分准直的光束 的光源；包括被配置为将光束分成参考波束和样本照明波束的分 束器的光束引导系统；被配置为接纳所要观察的样本的样本观察 区；被配置为在样本照明波束通过样本观察区之后使参考波束和 样本照明波束重新聚合的波束重聚器；以及被配置为捕获波束重 聚器的下游的光束的至少相位和强度值的光感测系统。在实施例 中，光源可以被配置为生成相干或部分相干准直光束，具体地， 激光束，例如，二极管激光束。在一种变型中，光源可以生成非 相干光，例如，白光，其例如借助于光学透镜得到准直。

根据本发明的第一方面，光束引导系统包括指引参考波束和 样本照明波束沿着其相应的光路的方向改变反射镜，其中，方向 改变反射镜中的至少一个是可由显微镜的电子控制系统控制的可 枢转操作的反射镜。该控制系统被配置为生成反射镜角度控制信号，以自动控制所述至少一个可枢转操作方向改变反射镜的角度， 该反射镜角度控制信号至少部分地基于由光感测系统借助于该控 制系统的反馈环接收到的光束的信号。

在一个实施例中，控制信号可以基于由光感测系统测得的光 束的相位和强度值两者。