專利名稱：一種光刺激裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光剌激裝置，可以應(yīng)用于生物、化學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光學(xué)技術(shù)尤其是激光技術(shù)的發(fā)展極大推進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步，而激光技術(shù)與生物技術(shù)的結(jié)合，為人類了解、揭示生命奧秘，提出了新的思路、新的途徑。 1978年HoffmanAdams提出可以把分子包籠起來，來抑制其分子活性，第一次提出caged的概念。1993年Adams等認(rèn)為，許多物質(zhì)_光敏籠鎖分子，都有其籠鎖化合物，也稱之為光致不穩(wěn)定籠鎖化合物，它是人工合成的用隱蔽基團(tuán)修飾生物活性分子的化合物。當(dāng)處于籠鎖狀態(tài)，其功能被封閉；當(dāng)受到特定波長光照后，光活化解籠鎖，使其恢復(fù)原有活性和功能(這一光解過程稱為解籠鎖)，通過控制光照的波長和時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)人為的控制多種生物活性產(chǎn)物和其它化合物在生物代謝中發(fā)揮功能的時(shí)間與空間作用，如第二信使、核甘酸、神經(jīng)介質(zhì)、鈣離子等。(Mccray et al. ， 1989 ;Adamset al. 1993)。從而，光解籠鎖技術(shù)作為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)有。 2003年，德國法蘭克福大學(xué)的Nagely研究小組第 一 次發(fā)現(xiàn)，從綠色藻類Chlamydomonas reinhardtii中，可提取一種光控制的、二價(jià)陽離子通道膜蛋白-ChR2。它在藍(lán)光照射下，可使一些小細(xì)胞或大細(xì)胞去極化(Nagel etal. ，2003)。 2005年，美國Standford大學(xué)的Boyden研究小組，用藍(lán)光照射表達(dá)有ChR2的神經(jīng)元，可以產(chǎn)生毫秒精度的動(dòng)作電位(Boyden et al. ，2005)。這些發(fā)現(xiàn)預(yù)示一項(xiàng)新的技術(shù)誕生_光基因技術(shù)，它是光學(xué)、遺傳學(xué)與生物工程等學(xué)科融合的產(chǎn)物。2009年，美國MIT的Han，把該技術(shù)第一次用于靈長類動(dòng)物-恒河獼猴的大腦皮層，研究特定神經(jīng)細(xì)胞的行為表現(xiàn)，尤其是與較高認(rèn)知行為之間的聯(lián)系，并預(yù)測(cè)該技術(shù)有望了解和解決像小兒多動(dòng)癥、精神分裂癥、抑郁癥等疾病(Han et al. 2009)。可以預(yù)見，光基因技術(shù)將為快速、無損、直接控制神經(jīng)元細(xì)胞活動(dòng)提供一種新的方法(Deisseroth etal. ，2006)。 無論是光解籠鎖技術(shù)還是光基因技術(shù)，都是基于光剌激，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)都離不開光源。目前，在這些新技術(shù)采用的光源基本都是弧光燈、激光或LED，通過與顯微鏡系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)樣品照射(Nagel et al. ， ， 2003 ;Boyden etal. ， 2005 ;Arenkiel et al.，2007;Campagnola et al. ， 2008)，它們所用設(shè)備昂貴、體積龐大，制約它們只能同時(shí)獲得單個(gè)或少量幾個(gè)剌激，這是因?yàn)橹挥懈吣芰康幕」鉄?、激光器或高?qiáng)度發(fā)光二極管這些光源，與顯微鏡或光纖等設(shè)備結(jié)合，才能滿足剌激所必需的光強(qiáng)度和空間分辨率。
2008年，英國帝國理工大學(xué)的Poher利用LED微芯片建立了多點(diǎn)(64X64)剌激平臺(tái)(Poher et al. ，2008)。美國加利福尼亞大學(xué)的Mohanty第一次利用近紅外激光研究ChR2表達(dá)的興奮細(xì)胞的活性，證明具有單光子剌激功能，而且還具有高時(shí)空分辨率、低損傷、高深度的特點(diǎn)。但它也只能局限單點(diǎn)、或線剌激的功能(Mohanty et al. ，2008)。
以上研究從光源方面入手，盡管采用各種辦法，但仍無法滿足神經(jīng)學(xué)多輸入多輸出特性的研究需求。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多模式隨機(jī)剌激，成為實(shí)驗(yàn)研究的必需。
在1989年美國專禾U文獻(xiàn)(Confocal scanning laser microscope havingnomoving parts, US4827125)，提出在共聚焦顯微鏡中采用聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)代替掃描振鏡，即可獲得良好的成像質(zhì)量，又可獲得視頻的成像速度。這將為多模式隨機(jī)光剌激提供一種新的思路、新的方法。之后，在美國2005年專利文獻(xiàn)(Optical stimulation a卯a(chǎn)ratusand optical-scanning examination即paratus， 20050253056A2)中，就提出禾U用聲光偏轉(zhuǎn)器能夠?qū)崿F(xiàn)快速的掃描(lMHz)，可用于研究高速光剌激下樣品的響應(yīng)研究。但是這些專利文獻(xiàn)中，均把兩塊聲光偏轉(zhuǎn)器通過2套4f系統(tǒng)弓I入到會(huì)聚光路中，使得系統(tǒng)龐大；系統(tǒng)采用非光纖方式把激光引入掃描單元，使得系統(tǒng)不夠緊湊、不便集成、小型化；另外，這些專利中并未提出光解籠鎖、光剌激的概念、說明，也未對(duì)光剌激的方法、流程、操作進(jìn)行說明。
神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)具有多輸入多輸出特性，為實(shí)現(xiàn)多輸入(光剌激引起)，采用一般的光源(如汞燈)是無法實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)需要引入掃描單元。振鏡系列的掃描單元由于具有慣性，只能實(shí)現(xiàn)線掃描，而聲光偏轉(zhuǎn)器具有隨機(jī)掃描的特性(類似計(jì)算機(jī)內(nèi)存隨機(jī)存儲(chǔ))，可以任意模式的引導(dǎo)光束到任意的感興趣的位置，即實(shí)現(xiàn)任意位置的光剌激。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光剌激裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、快速、隨機(jī)的剌激
樣品，并且具有高時(shí)間和高空間的分辨率。 本發(fā)明提供的一種光剌激裝置，其特征在于激光器、掃描單元、透鏡依次放置且光軸中心重合，掃描單元中心位于透鏡的物方焦平面處，掃描單元由兩個(gè)正交放置的聲光偏轉(zhuǎn)器構(gòu)成。 本發(fā)明使用兩塊聲光偏轉(zhuǎn)器形成掃描單元，能夠?qū)?xì)胞包括神經(jīng)元、組織等生物樣品進(jìn)行高速、隨機(jī)的光剌激，既能保證光束掃描質(zhì)量，又可大大減少系統(tǒng)體積，使得裝置構(gòu)建緊湊。由于該裝置采用光纖、光纖束導(dǎo)光，使得系統(tǒng)小型化、便于集成，非常方便與其它系統(tǒng)如顯微鏡、膜片鉗協(xié)同工作。本發(fā)明裝置可以用于神經(jīng)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的應(yīng)用研究。該裝置與光敏籠鎖分子(或化合物)結(jié)合，可用于研究神經(jīng)元信號(hào)的輸入輸出特性及信息處理機(jī)制等；與光基因分子配合，可用于研究神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)與連通等功能機(jī)理研究；與顯微鏡系統(tǒng)結(jié)合可用于三維光剌激研究。


圖1是本發(fā)明提供的隨機(jī)光剌激裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是基于顯微鏡系統(tǒng)的光剌激裝置示意圖； 圖3是與熒光測(cè)量等技術(shù)協(xié)同工作的光剌激裝置示意圖； 圖4是基于單模光纖的光剌激裝置示意圖； 圖5是基于保偏光纖的光剌激裝置示意圖； 圖6是基于光纖束的光剌激裝置示意圖； 圖7是X方向剌激位置與實(shí)際測(cè)量關(guān)系示意圖； 圖8是y方向剌激位置與實(shí)際測(cè)量關(guān)系示意圖； 圖9是剌激位置選取原則的示意圖； 圖10是光剌激一般流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過借助實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅是說明性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。 如圖1所示，本發(fā)明提供的隨機(jī)光剌激裝置包括激光器1、掃描單元2、透鏡3和樣品臺(tái)4。 圖1中，激光器1、掃描單元2、透鏡3的光軸中心重合，掃描單元2中心位于透鏡3的物方焦平面處，樣品臺(tái)位于透鏡3的像方焦平面處。掃描單元2由2個(gè)正交放置的聲光偏轉(zhuǎn)器(A0D)構(gòu)成。 聲光偏轉(zhuǎn)器是一種光束掃描器件，通過在其換能器(未標(biāo)出)上施加正弦信號(hào)，可以使其晶體折射率形成周期分布，從而構(gòu)成一個(gè)光柵，因而可以改變?nèi)肷涔獾慕嵌?。在反常布拉格條件下，衍射光主要集中在+l級(jí)(或-l級(jí))衍射光上，因此通過改變輸入信號(hào)的頻率，就可改變衍射角度，實(shí)現(xiàn)光束的掃描。 要實(shí)現(xiàn)二維平面掃描，需要二塊聲光偏轉(zhuǎn)器正交放置，第一塊聲光偏轉(zhuǎn)器在水平方向(或垂直方向)掃描光束，第二塊在其垂直方向(或水平方向)掃描。目前采用新的工藝技術(shù)(通過對(duì)聲光晶體切割來改變衍射光方向)可以把二維聲光偏轉(zhuǎn)器放置在一起，構(gòu)成二維掃描。因此，本發(fā)明可以不采用4f系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二維掃描，既能保證光束掃描質(zhì)量，又可大大減少系統(tǒng)體積，使得系統(tǒng)構(gòu)建緊湊。 因此，利用掃描單元2，可以二維方向上掃描激光光束，形成一個(gè)空間面上的圖樣。要實(shí)現(xiàn)不同位置掃描，只需要改變兩塊聲光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)即可，因此它是一種無慣性的光學(xué)器件，可以達(dá)到lMHz的掃描速度。采用兩塊AOD正交放置，既能保證光束掃描質(zhì)量，又可大大減少系統(tǒng)體積，使得系統(tǒng)構(gòu)建緊湊。 進(jìn)行光剌激時(shí)，激光器1發(fā)射的激光進(jìn)入掃描單元2而發(fā)生衍射，其衍射角e等于<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，A為激光在聲光晶體內(nèi)的波長，f為聲波的頻率，V為聲波在聲光晶體內(nèi)的傳播速度。由于聲光偏振器位于透鏡3的物方焦平面處，則衍射后的激光經(jīng)透鏡3會(huì)聚到透鏡3像方焦平面處某一點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)該點(diǎn)光剌激。由于掃描單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為電信號(hào)，任意該變頻率即可快速實(shí)現(xiàn)任意位置的掃描而無慣性，因此可以實(shí)現(xiàn)樣品處任意位置的光剌激，即實(shí)現(xiàn)隨機(jī)光剌激。 如果加載在聲光偏振器上的信號(hào)帶寬為Af，則聲光偏振器掃描范圍A 9為
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利用透鏡3物象關(guān)系可推導(dǎo)出其掃描范圍為
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D為樣品臺(tái)4處的掃描范圍，f為透鏡3的焦距。圖l所示光剌激裝置中掃描單元
2采用2塊聲光偏振器正交放置，因此在DXD范圍內(nèi)的平面上實(shí)現(xiàn)隨機(jī)的光剌激。 隨機(jī)光剌激的思想也可引入顯微鏡系統(tǒng)中，在顯微鏡下實(shí)現(xiàn)隨機(jī)光剌激。如圖2所示，光剌激裝置包括激光器1、掃描單元2、透鏡3、二色鏡5、顯微鏡筒鏡6、顯微鏡物鏡7和樣品臺(tái)4。 圖2中標(biāo)識(shí)為與正置顯微鏡耦合，也可與倒置顯微鏡耦合。在顯微鏡系統(tǒng)中，光剌激可以充分利用顯微鏡高數(shù)值孔徑的物鏡實(shí)現(xiàn)微小物點(diǎn)的光剌激。 激光器1、掃描單元2、透鏡3、筒鏡6、物鏡7的光軸中心共軸。掃描單元2放置在透鏡3的物方焦平面處，而透鏡3像方焦點(diǎn)與筒鏡6的物方焦點(diǎn)齊焦。第一二色鏡5與透鏡3光軸、筒鏡6光軸成45度夾角放置。 光剌激時(shí)，激光器1發(fā)射的激光進(jìn)入掃描單元2而發(fā)生衍射，改變掃描單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)二維激光光束掃描。透鏡3與筒鏡6通過第一二色鏡5構(gòu)成中繼系統(tǒng)，它們把掃描單元2的二維掃描投射到物鏡7的后焦面處掃描，通過高數(shù)值孔徑的物鏡7聚焦從而實(shí)現(xiàn)物鏡7物方焦平面處的隨機(jī)光剌激。 基于現(xiàn)有的商用顯微鏡系統(tǒng)，光剌激裝置也可與熒光測(cè)量技術(shù)、電生理測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)工作，如圖3所示。 圖3中，激光器1、掃描單元2、透鏡3、筒鏡6、物鏡7的光軸中心應(yīng)共軸。第二二色鏡10與筒鏡6光軸中心成45度夾角放置。汞燈13、聚光鏡12和激發(fā)濾光片11為顯微鏡自帶部件，它們共軸。CCD9位于筒鏡6的像方焦平面處，二者之間放置發(fā)射濾光片8。
光剌激時(shí)，激光器1發(fā)射的激光進(jìn)入掃描單元2而發(fā)生衍射，改變聲光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)二維掃描。透鏡3與筒鏡6通過第一二色鏡5構(gòu)成中繼系統(tǒng)，它們把掃描單元2的二維掃描投射到物鏡7的后焦面處掃描，通過高數(shù)值孔徑的物鏡7聚焦從而實(shí)現(xiàn)物鏡7物方焦平面處的隨機(jī)光剌激。 在剌激的同時(shí)，開啟汞燈13，它發(fā)射的光束經(jīng)過聚光鏡12、發(fā)射濾光片11、第二二色鏡10、物鏡7照射到標(biāo)記有熒光物質(zhì)的樣品上，從而引起熒光的發(fā)射。所發(fā)射的熒光通過相同的物鏡7搜集、通過第二二色鏡10、筒鏡6、第一二色鏡5、激發(fā)濾光片8、被成像設(shè)備CCD9接收。因此，可以在光剌激的同時(shí)記錄樣品熒光圖像隨時(shí)間的變化，利用熒光測(cè)量技術(shù)研究樣品生物特性。另外，在光剌激的同時(shí)，也可觸發(fā)電生理裝置14記錄樣品動(dòng)作電流或動(dòng)作電壓信號(hào)，研究樣品電生理特性。 目前商用顯微鏡一般有兩種工作方式一是顯微鏡不動(dòng)，通過調(diào)節(jié)載物臺(tái)XY旋鈕來尋找感興趣的樣品區(qū)域；二是載物臺(tái)不動(dòng)，通過調(diào)節(jié)顯微鏡底座XY旋鈕來尋找感興趣的樣品區(qū)域。對(duì)于后者，光剌激裝置導(dǎo)入顯微鏡系統(tǒng)中，一般需要2塊反光鏡分別安裝在XY底座上，以保證二維移動(dòng)顯微鏡而剌激光路與顯微鏡光路不發(fā)生變化。這些措施將使系統(tǒng)龐大，另外，有些顯微鏡底座面積小而無法安裝反光鏡，從而給剌激光路引入帶來很大的麻煩。合理的解決辦法是采用圖4所示的方案，把掃描單元2和透鏡3安裝在顯微鏡架上，采用單模光纖把激光引入到掃描單元2。即使對(duì)于前者，采用光纖導(dǎo)光也使得光剌激裝置更緊湊、方便安裝。 圖4中，掃描單元2、透鏡3、筒鏡6、物鏡7的光軸中心共軸，且掃描單元、透鏡固定在顯微鏡架上，從而與顯微鏡構(gòu)成一個(gè)整體。第二二色鏡10與筒鏡6光軸中心成45度夾角放置。汞燈13、聚光鏡12和激發(fā)濾光片11為顯微鏡自帶部件，它們共軸。CCD9位于筒鏡6的像方焦平面處，二者之間放置發(fā)射濾光片8。 工作時(shí)，激光器1輸出的激光通過耦合透鏡15耦合到單模光纖16中，單模光纖16
6出光口后放置一塊準(zhǔn)直透鏡17，它使單模光纖16輸出光變成準(zhǔn)直光進(jìn)入掃描單元2。改變
聲光偏轉(zhuǎn)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過透鏡3和筒鏡6構(gòu)成的中繼系統(tǒng)，就可把掃描單元2的二維掃
描投射到物鏡7的后焦面處，從而實(shí)現(xiàn)樣品的二維任意位置的光剌激。 入射到聲光偏轉(zhuǎn)器的激光只有是線偏振光，并且與聲光偏轉(zhuǎn)器偏振軸平行的條件
下，聲光偏轉(zhuǎn)器的衍射效率才最高，因此為了提高光剌激裝置整體耦合效率，單模光纖16
可以采用單模保偏光纖導(dǎo)光，如圖5所示。 保偏光纖通過光纖幾何尺寸上的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生非常強(qiáng)烈地雙折射效應(yīng)來消除應(yīng)力對(duì)入射光偏振態(tài)的影響，從而保證線偏振光的傳輸。保偏光纖作為一種特種光纖，主要應(yīng)用于光纖陀螺、DWDM、EDFA等光纖通纖系統(tǒng)中。保偏光纖屬于單模光纖，它可以保證傳輸光的光束質(zhì)量、又可保證高偏振比，因此可用于本發(fā)明中，即可保證高的耦合效率，又能保證良好的光束質(zhì)量，使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、便于移動(dòng)、安裝。 圖5中，激光器1應(yīng)為線偏振光激光器。第一 1/2玻片18放置在耦合透鏡15之前，用于調(diào)節(jié)激光偏振態(tài)與單模保偏光纖慢軸(或快軸)平行，第二 1/2玻片19放置在掃描單元2之前，以調(diào)節(jié)準(zhǔn)直激光的偏振方向與掃描單元2光軸平行，采用這種裝置，水平和垂直方向聲光偏轉(zhuǎn)器的衍射效率可以達(dá)到90 %以上，二維衍射效率可達(dá)到80 %以上。如果激光器1為橢圓偏振光，則可在激光器1與第一 1/2玻片18之間放置一 1/4玻片(圖5未標(biāo)出)，把橢圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光。 無論是把光剌激裝置安裝在正置顯微鏡或倒置顯微鏡上，都無法實(shí)現(xiàn)活體動(dòng)物的光剌激。為此可以采用圖6所示的裝置，把掃描光束通過光纖束引入到活體動(dòng)物上，如把光纖束固定在大鼠腦皮層，研究神經(jīng)元細(xì)胞對(duì)光剌激的響應(yīng)特性。 圖6中，本發(fā)明提供的光剌激裝置包括激光器1、掃描單元2、透鏡3、光纖束20、準(zhǔn)直透鏡21和物鏡22。 激光器1、掃描單元2、透鏡3光軸中心重合，掃描單元2中心位于透鏡3的物方焦平面處，光纖束一端位于透鏡3的像方焦平面處，光纖束的另一端后放置在準(zhǔn)直透鏡21的物方焦平面處，活體動(dòng)物如老鼠23位于物鏡22的物方焦平面處。 光剌激時(shí)，激光器1發(fā)射的激光進(jìn)入掃描單元2而發(fā)生衍射，透鏡3把該衍射光耦合到光纖束20內(nèi)的某一根光纖中，這根光纖發(fā)射的激光被準(zhǔn)直透鏡21準(zhǔn)直輸出，通過物鏡22會(huì)聚到活體動(dòng)物23上，從而實(shí)現(xiàn)該點(diǎn)光剌激。改變掃描單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，透鏡3把其它角度的衍射光耦合到光纖束20內(nèi)的其它光纖中，再通過物鏡22會(huì)聚，實(shí)現(xiàn)其它點(diǎn)的光剌激。以此類推，可以實(shí)現(xiàn)二維隨機(jī)光剌激。 另外，也可用于三維的光剌激，如圖5所示。在顯微鏡的物鏡7上安裝電控調(diào)焦系統(tǒng)(圖5未標(biāo)出)，可以實(shí)現(xiàn)一層一層的三維的隨機(jī)光剌激。
操作說明 1.剌激位置與設(shè)置位置關(guān)系 由于通過改變聲光偏轉(zhuǎn)器的輸入信號(hào)的頻率，就可以改變光束的偏轉(zhuǎn)角度，二者
保持線性關(guān)系，物鏡可以近似看作為f- e透鏡，由上述公式可獲得
D = f*tg(9) = K*F K與聲光偏轉(zhuǎn)器的帶寬、激光器波長、中繼系統(tǒng)、物鏡焦距有關(guān)的常數(shù)。F為聲光偏轉(zhuǎn)器的輸入信號(hào)頻率。因此掃描位置與輸入信號(hào)頻率成線性關(guān)系，利用該系統(tǒng)可以任意剌激所期望的位置，見圖7和圖8。
2.隨機(jī)剌激位置的選擇 為了剌激所希望的位置，可以先利用CCD來獲得樣品的圖像，選取感興趣的區(qū)域， 如圖9所示，選取5個(gè)位置?；趌abview的控制軟件可以控制聲光偏轉(zhuǎn)器剌激所對(duì)應(yīng)的 位置，如圖所示光斑為5個(gè)剌激區(qū)域。同時(shí)還可以觸發(fā)外部設(shè)備，記錄樣品電信號(hào)。
3.工作流程
圖10為光剌激的一般流程。 以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所 公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保 護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種光刺激裝置，其特征在于激光器(1)、掃描單元(2)、透鏡(3)依次放置且光軸中心重合，掃描單元(2)中心位于透鏡(3)的物方焦平面處，掃描單元(2)由兩個(gè)正交放置的聲光偏轉(zhuǎn)器構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光剌激裝置，其特征在于該裝置還包括二色鏡(5)、顯微鏡筒鏡(6)和顯微鏡物鏡(7);筒鏡(6)的物方焦點(diǎn)與透鏡(3)像方焦點(diǎn)共焦，第一二色鏡(5)與透鏡(3)光軸、筒鏡(6)光軸成45度夾角放置，物鏡(7)位于筒鏡(6)的出射光路上，筒鏡(6)和物鏡(7)與透鏡(3)的光軸中心重合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光剌激裝置，其特征在于該裝置還包括發(fā)射濾光片(8)、CCD (9)和第二二色鏡(10);第二二色鏡(10)與筒鏡(6)光軸中心成45度夾角放置，CCD(9)位于筒鏡(6)的像方焦平面處，二者之間放置發(fā)射濾光片(8)，激發(fā)濾光片(11)、聚光鏡(12)和汞燈(13)依次共軸放置，且其光軸與第二二色鏡(10)成45度夾角放置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光剌激裝置，其特征在于該裝置還包括依次位于激光器(1)與掃描單元(2)之間的耦合透鏡(15)、單模光纖(16)和準(zhǔn)直透鏡(17)，耦合透鏡(15)將激光器(1)輸出的激光耦合到單模光纖(16)中，準(zhǔn)直透鏡(17)位于單模光纖(16)的出光口，使單模光纖(16)輸出光變成準(zhǔn)直光進(jìn)入掃描單元(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光剌激裝置，其特征在于該裝置還包括第一、第二 1/2玻片(18、19)，單模光纖(16)為單模保偏光纖，第一l/2玻片(18)與激光器(1)與耦合透鏡(15)之間，第二 1/2玻片(19)位于準(zhǔn)直透鏡(17)與掃描單元(2)之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光剌激裝置，其特征在于該裝置還包括光纖束(20)、準(zhǔn)直透鏡(21)和物鏡(22);光纖束(20)的一端位于透鏡(3)的像方焦平面處，光纖束的另一端后放置在準(zhǔn)直透鏡(21)的物方焦平面處，物鏡(22)位于準(zhǔn)直透鏡(21)的出射光路上，且準(zhǔn)直透鏡(21)和物鏡(22)的光軸重合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刺激裝置，可應(yīng)用于生物、化學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域。該裝置的結(jié)構(gòu)為激光器、掃描單元、透鏡依次放置且光軸中心重合，掃描單元中心位于透鏡的物方焦平面處，掃描單元由兩個(gè)正交放置的聲光偏轉(zhuǎn)器構(gòu)成。該裝置采用聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)作為掃描元件，能夠?qū)?xì)胞包括神經(jīng)元、組織等生物樣品進(jìn)行高速、隨機(jī)的光刺激，進(jìn)而進(jìn)行各種生理研究。由于該裝置采用光纖、光纖束導(dǎo)光，使得系統(tǒng)小型化、便于集成，非常方便與其它系統(tǒng)如顯微鏡、膜片鉗協(xié)同工作。
文檔編號(hào)G02B21/00GK101776791SQ20101002894
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者劉亞豐, 呂曉華, 曾紹群, 駱清銘 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)