[发明专利]STED超分辨显微技术中损耗光斑的高质量重建方法

摘要

本发明公开了一种STED超分辨显微技术中损耗光斑的高质量重建方法。不加载样品光束经过均一相位空间光调制后被物镜聚焦，在焦平面得理想损耗光斑；加载样品光束经过均一相位空间光调制后被物镜聚焦，在位于样品内部的焦平面得畸变损耗光斑；将空间光调制器的像素点分区，各分区加载不同的相位值，得到一系列需校正损耗光斑，接着与理想损耗光斑进行互相关计算和处理，得到各分区的相位加载最佳值；各分区经过多次迭代处理后完成样品内部损耗光斑的高质量重建。本发明能重建有损耗空心光斑，能在大深度下得到完整而良好的损耗光斑，扩展了受激辐射淬灭显微技术的应用范围，提高了系统成像深度，提升了系统分辨率与信噪比并优化成像质量。

主权项

1.一种STED超分辨显微技术中损耗光斑的高质量重建方法，其特征在于包括以下步骤：1)不加载样品，光束先经过均一相位的空间光调制器(1)透射，再经过2π涡旋相位板(2)透射，然后经过物镜(3)聚焦，在焦平面(5)位置得到理想损耗光斑；2)加载样品，光束先经过均一相位的空间光调制器透射，再经过2π涡旋相位板透射，然后经过物镜聚焦到散射介质，在位于散射介质(4)内部的焦平面位置处得到畸变损耗光斑；3)光束经过加载相位的空间光调制器透射，再经过2π涡旋相位板透射，然后经过物镜聚焦到散射介质，在位于散射介质内部的焦平面位置处得到需校正损耗光斑，将需校正损耗光斑与步骤1)的理想损耗光斑进行互相关计算和处理；4)重复步骤3)将光束经过不同加载相位的空间光调制器进行多次处理，完成校正重建；所述步骤4)具体是指：4.1)将空间光调制器的像素点以n×n方式均匀分区，光束经过针对分区相位调制后的空间光调制器透射，再经过2π涡旋相位板透射，然后经过物镜聚焦到散射介质，在位于散射介质内部的焦平面位置处得到需校正损耗光斑；4.2)将得到的需校正损耗光斑与理想损耗光斑进行互相关计算，得到m个相关系数；4.3)记录相关系数最大时分区的相位值，并以该相位值固定赋予到所对应分区上；4.4)空间光调制器从第一个分区开始到最后一个分区重复上述步骤，每个分区依次进行相位变化，完成多次，获得最终校正后的光斑，实现高质量重建；所述步骤4.1)中空间光调制器是采用以下方式调制：将一分区内所有像素点从2π/m到2π进行相位值的依次间隔扫描，扫描间隔为2π/m，m表示相关系数的总数，其他分区的相位保持不变，每个相位值下进行一次，从而获得一组需校正损耗光斑。