本實(shí)用新型涉及一種基于受激發(fā)射損耗(STED)技術(shù)和雙光子激發(fā)熒光相結(jié)合的超分辨成像探頭。

背景技術(shù)：

常規(guī)光學(xué)顯微術(shù)的分辨率由于衍射極限的存在往往被限制在半波長(zhǎng)左右，隨著人們對(duì)顯微技術(shù)分辨率的要求越來(lái)越高，如何突破衍射極限成為了發(fā)展顯微成像技術(shù)的關(guān)鍵。1994年，德國(guó)科學(xué)家S. W.Hell 提出受激發(fā)射損耗（STED）顯微術(shù)，突破了傳統(tǒng)顯微鏡的衍射極限。雙光子顯微鏡因其對(duì)組織損傷小、成像深度深等特點(diǎn)是目前觀察活體組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要方法。若將STED技術(shù)融合到雙光子成像內(nèi)窺鏡中，可大大提高內(nèi)窺鏡探頭對(duì)活體組織結(jié)構(gòu)微成像的分辨率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于受激發(fā)射損耗與雙光子激發(fā)熒光的超分辨成像探頭，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于受激發(fā)射損耗與雙光子激發(fā)熒光的超分辨成像探頭，包括一管狀殼體、一第一光纖、一第二光纖以及一雙包層光纖；所述第一光纖的一端以及所述第二光纖的一端均經(jīng)一分路器連接至一激光器；所述第一光纖的另一端連接至一光纖合路器；所述第二光纖的另一端分別經(jīng)一光學(xué)參量振蕩器、一相位片以及一半波片連接至所述光纖合路器；所述雙包層光纖一端分別經(jīng)所述光纖合路器以及一管狀壓電致動(dòng)器連接至一設(shè)置于所述管狀殼體端部聚焦透鏡的旁側(cè)；所述雙包層光纖另一端連接經(jīng)一光電倍增管連接至一探測(cè)器。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述雙包層光纖包括用于傳輸入射光的纖芯、用于傳輸受激發(fā)后的自體熒光信號(hào)的內(nèi)包層以及外包層。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述管狀壓電致動(dòng)器套設(shè)于所述雙包層光纖的外包層外側(cè)。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述管狀壓電致動(dòng)器還與一驅(qū)動(dòng)電源相連。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一光纖以及所述第二光纖經(jīng)所述光纖合路器連接至所述雙包層光纖的纖芯。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述光電倍增管與所述雙包層光纖的內(nèi)包層相連。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述光學(xué)參量振蕩器、所述相位片、所述半波片、所述光纖合路器以及所述管狀壓電致動(dòng)器依次設(shè)置于所述管狀殼體內(nèi)。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述相位片為2π相位片。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述激光器為797nm飛秒激光器。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述光學(xué)參量振蕩器包括一差頻晶體。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果：實(shí)用新型提出的一種基于受激發(fā)射損耗與雙光子激發(fā)熒光的超分辨成像探頭，通過(guò)將光學(xué)參量振蕩器、2π漩渦相位片、半波片整合進(jìn)探頭內(nèi)，使探頭自身具有產(chǎn)生損耗光的能力，并將STED技術(shù)融合到雙光子內(nèi)窺鏡探頭中，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的無(wú)損超分辨成像。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型中基于受激發(fā)射損耗與雙光子激發(fā)熒光的超分辨成像探頭的原理圖。

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中光纖合路器的原理圖。

【標(biāo)號(hào)說(shuō)明】：1-第一光纖；2-第一光纖；3-雙包層光纖；4-光學(xué)參量振蕩器；5-相位片；6-半波片；7-光纖合路器；8-管狀壓電致動(dòng)器；9-聚焦透鏡；10-管狀殼體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種STED與雙光子顯微成像技術(shù)相結(jié)合的超分辨成像探頭，該探頭包括一管狀殼體10，該管狀殼體內(nèi)部主要有：第一光纖1，第二光纖2，且第一光纖1與第二光纖2通過(guò)一個(gè)光纖合路器7匯入雙包層光纖3，光學(xué)參量振蕩器（OPO）4，2π相位片5，半波片6，管狀壓電致動(dòng)器8。797nm的飛秒激光經(jīng)光纖分路器后分為兩束光，一束作為激發(fā)光經(jīng)過(guò)光纖1進(jìn)入探頭內(nèi)部；另一束作為損耗光進(jìn)入探頭內(nèi)裝有差頻晶體的光學(xué)參量振蕩器（OPO）4后產(chǎn)生592nm的激光，該激光通過(guò)2π相位片5、半波片6進(jìn)行相位調(diào)制產(chǎn)生環(huán)狀損耗光，而后也匯入雙包層光纖3的纖芯。即產(chǎn)生的損耗光與激發(fā)光通過(guò)光纖合路器7一起通過(guò)雙包層光纖3的纖芯進(jìn)入探頭的前端，并通過(guò)聚焦透鏡9聚焦后到達(dá)樣品。管狀壓電致動(dòng)器8套在雙包層光纖上實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的X-Y二維掃描，并由驅(qū)動(dòng)電源供電。兩束脈沖光在樣品中疊加，環(huán)狀損耗光會(huì)將與激發(fā)光重合的部分的光能量損耗殆盡，從而產(chǎn)生比激發(fā)光更小的光斑，達(dá)到突破衍射極限的效果，樣品受其激發(fā)產(chǎn)生自發(fā)熒光信號(hào)，熒光信號(hào)通過(guò)雙包層光纖的內(nèi)包層傳入光電倍增管進(jìn)行信號(hào)放大后被探測(cè)器接收。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，將OPO、2π相位片、半波片整合到探頭內(nèi)部，使探頭自身具有產(chǎn)生損耗光的能力。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，2π相位片是通過(guò)其內(nèi)部的激光的相位隨著弧向角從0~2π連續(xù)變化，配合聚焦透鏡可將圓形光斑調(diào)制成環(huán)形光斑。半波片將通過(guò)其內(nèi)部的激光偏振方向旋轉(zhuǎn)90°。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，飛秒激光波長(zhǎng)選用797nm，該波長(zhǎng)的光對(duì)組織的損傷小，并能同時(shí)激發(fā)組織中細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)等內(nèi)源性信號(hào)用于組織微成像。同時(shí)，光參量振蕩器中的包含差頻晶體，配合光參量振蕩器可產(chǎn)生592nm激光作為損耗光。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，光參量振蕩器中的包含差頻晶體，可將797nm激光轉(zhuǎn)化為592nm激光。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，雙包層光纖包含纖芯、內(nèi)包層和外包層，纖芯用于傳輸入射光、內(nèi)包層用于傳輸受激發(fā)后的自體熒光信號(hào)。

以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。