[发明专利]一种快速的结构光照明超分辨显微镜

权利要求书

1.一种快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，包括沿光路依次设置的结构光产生单元、物镜、第一中继镜、滤光阵列、第二中继镜、第三中继镜和相机；

所述结构光产生单元产生的结构光在物面上产生照明条纹或晶格光点阵列；所述照明条纹包括间隔设置的亮纹和暗纹；所述晶格光点阵列包括均匀设置的亮点；若所述结构光在所述物面上产生所述照明条纹，所述滤光阵列包括间隔设置的挡光条和通光条，所述通光条与所述亮纹一一对应；若所述结构光在所述物面上产生所述晶格光点阵列，所述滤光阵列包括挡光板和通光孔，所述通光孔与所述亮点一一对应；

所述亮纹或所述亮点的位置处的荧光物质被所述结构光激发出荧光，所述荧光依次穿过所述物镜和所述第一中继镜、所述滤光阵列、所述第二中继镜和所述第三中继镜，汇聚至所述相机；

在所述相机的一个曝光周期内，当所述结构光发生改变时，所述照明条纹或所述晶格光点阵列发生移动，相应地，所述通光条与所述亮纹同步移动，或所述通光孔与所述亮点同步移动；

其中，所述通光条的宽度或所述通光孔的孔径M为所述物面到所述通光孔或所述通光条所在像面成像的横向放大率系数，λ为所述结构光的波长，NA为所述物镜的数值孔径，a为一个比例系数，a的取值与所述亮纹或所述亮点的周期T和衍射极限的关系有关；在所述相机的一个曝光周期内，所述同步移动的距离L≥M·T，以使滤光阵列移动的包络覆盖滤光阵列所述挡光条或所述挡光板，T为所述亮纹或所述亮点的周期。

2.根据权利要求1所述的快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，当时，成像分辨率超过所述衍射极限当时，a为一个小于的系数，所述成像分辨率超过所述衍射极限

3.根据权利要求1所述的快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，当时，所述通光条的宽度或所述通光孔的孔径成像分辨率

4.根据权利要求1所述的快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，所述通光条的宽度或所述通光孔的孔径时，所述同步移动的距离L＝M·T。

5.根据权利要求1所述的快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，所述滤光阵列为空间光调制器形成的虚拟滤光阵列；

所述空间光调制器通过打开所述虚拟滤光阵列上的通光条或通光孔，关闭所述虚拟滤光阵列上其他位置的通光条或通光孔，以调节所述通光条与所述亮纹同步移动，或所述通光孔与所述亮点同步移动。

6.根据权利要求1所述的快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，还包括：至少一个振镜；所述至少一个振镜设置于所述物镜和所述第一中继镜之间的光路上；所述滤光阵列的所述通光条或所述通光孔的位置固定；

所述至少一个振镜用于沿旋转轴转动至与所述亮纹位置或所述亮点位置相对应的位置，以使所述通光条与所述亮纹同步移动，或所述通光孔与所述亮点同步移动。

7.根据权利要求6所述的快速的结构光照明超分辨显微镜，其特征在于，还包括第一振镜；所述结构光照明超分辨显微镜还包括：第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜；

由所述物镜出射的所述荧光经由所述第一振镜的第一侧反射后，依次经过所述第一中继镜、所述第一反射镜、所述滤光阵列、所述第二反射镜、所述第三反射镜和所述第二中继镜至所述第一振镜的第二侧，并在所述第一振镜的第二侧发生反射至所述第三中继镜；所述第一振镜可沿第一旋转轴和第二旋转轴转动；所述第一旋转轴和所述第二旋转轴均位于所述第一振镜所在平面，且所述第一旋转轴和所述第二旋转轴相互垂直。