專利名稱:一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)，包括：依次耦合的超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置、激光波長(zhǎng)選擇裝置和成像裝置。所述超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置發(fā)出超連續(xù)譜激光光束至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所獲取的所述超連續(xù)譜激光光束中不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束，所述成像裝置依次獲取所述待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。能夠減少待測(cè)物內(nèi)不同的熒光團(tuán)被照射的頻率和時(shí)間，有效減少光熱損傷和光漂白的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】
一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及熒光成像領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于熒光標(biāo)記的光學(xué)成像能夠?qū)⒉煌臒晒鈭F(tuán)(包括熒光蛋白，染料等)特異性地標(biāo)記到待測(cè)物的內(nèi)部。這些熒光團(tuán)能夠在待測(cè)物內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在和可重復(fù)地觀察。
[0003]然而，多色熒光標(biāo)記的待測(cè)物成像的探測(cè)待測(cè)物深層組織成像仍面臨一定的難題。一方面，由于激發(fā)光在穿透組織時(shí)會(huì)經(jīng)歷強(qiáng)烈的散射和吸收，因此，要求成像系統(tǒng)的成像深度必須足夠大；另一方面，由于多色熒光團(tuán)的最優(yōu)激發(fā)波長(zhǎng)各不相同，因此，要求寬譜光源的功率譜密度足夠高，才能充分有效地激發(fā)多色熒光團(tuán)。
[0004]現(xiàn)有的成像系統(tǒng)多采用可長(zhǎng)波激發(fā)的染料和高亮度光源(如大功率的熱熾燈，LED和激光器等)以提升激發(fā)光的穿透深度和亮度。然而，這些光源用于多色熒光成像都存在一些不足:熱熾燈(如鹵鎢燈和氙燈)的光譜幾乎能夠覆蓋所有熒光團(tuán)的激發(fā)峰值，但是使用壽命有限且大功率連續(xù)光照射可能引起光熱損傷和光漂白，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高亮度的多色熒光激發(fā);而LED和固體激光器的光譜線寬有限，也難以實(shí)現(xiàn)多色熒光激發(fā)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)更深的穿透深度，一些研究者使用可長(zhǎng)波激發(fā)的染料和高亮度光源(如大功率的熱熾燈，LED和激光器等)以提升激發(fā)光的穿透深度和亮度。然而，這些光源用于多色熒光成像都存在一些不足:熱熾燈(如鹵鎢燈和氙燈)的光譜幾乎能夠覆蓋所有熒光團(tuán)的激發(fā)峰值，但是使用壽命有限且大功率連續(xù)光照射可能引起光熱損傷和光漂白，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高亮度的多色熒光激發(fā);而LED和固體激光器的光譜線寬有限，也難以實(shí)現(xiàn)多色熒光激發(fā)。因此，熒光成像受限于現(xiàn)有激發(fā)光源，其用于深層組織的多色標(biāo)記研究存在一定的困難。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)，以解決上述的問(wèn)題。
[0007]第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)，包括:依次耦合的超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置、激光波長(zhǎng)選擇裝置和成像裝置。所述超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置用于發(fā)出超連續(xù)譜激光光束至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置。所述激光波長(zhǎng)選擇裝置用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所獲取的所述超連續(xù)譜激光光束中不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束。所述成像裝置用于依次獲取所述待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。
[0008]優(yōu)選地，所述超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置包括:超連續(xù)譜光源和光纖準(zhǔn)直器，所述超連續(xù)譜光源和光纖準(zhǔn)直器耦合。所述超連續(xù)譜光源用于發(fā)出所述超連續(xù)譜激光光束至所述光纖準(zhǔn)直器。所述光纖準(zhǔn)直器用于將所述超連續(xù)譜激光光束準(zhǔn)直成平行光束后發(fā)送至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置。
[0009]優(yōu)選地，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置包括:偏振器和聲光可調(diào)濾光片，所述偏振器和聲光可調(diào)濾光片耦合。所述偏振器用于將所述超連續(xù)譜激光光束的偏振方向轉(zhuǎn)換為線偏振方向并輸出。所述聲光可調(diào)濾光片用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所述偏振器輸入的超連續(xù)譜激光光束內(nèi)不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束并輸出。
[0010]優(yōu)選地，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置還包括:光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置，所述偏振器與所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置耦合，所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置與所述聲光可調(diào)濾光片耦合。所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述偏振器輸入的線偏振方向的超連續(xù)譜激光光束的光強(qiáng)度，并將調(diào)節(jié)后的超連續(xù)譜激光光束發(fā)送至所述聲光可調(diào)濾光片。
[0011]優(yōu)選地，還包括與所述激光波長(zhǎng)選擇裝置耦合的照明裝置，所述照明裝置用于將所述激光波長(zhǎng)選擇裝置輸出的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束依次擴(kuò)束后照射所述待測(cè)物。
[0012]優(yōu)選地，所述照明裝置包括非球面準(zhǔn)直透鏡和反射鏡，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置與所述非球面準(zhǔn)直透鏡耦合，所述非球面準(zhǔn)直透鏡與所述反射鏡耦合。所述非球面準(zhǔn)直透鏡用于將輸入的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束依次進(jìn)行擴(kuò)束并輸出。所述反射鏡用于將經(jīng)擴(kuò)束的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束反射到待測(cè)物。
[0013]優(yōu)選地，所述成像裝置包括:成像鏡頭和相機(jī)，所述成像鏡頭與所述相機(jī)耦合。所述成像鏡頭用于將所接收的每個(gè)單色熒光聚焦到所述相機(jī)。所述相機(jī)用于根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。
[0014]優(yōu)選地，所述成像裝置還包括帶通濾光器，所述成像鏡頭與所述帶通濾光器耦合，所述帶通濾光器與所述相機(jī)耦合。所述帶通濾光器用于將所述成像鏡頭輸出的單色熒光以外的光濾掉，將所接收的單色熒光選通后輸入到所述相機(jī)。
[0015]優(yōu)選地，所述相機(jī)為CXD相機(jī)。
[0016]優(yōu)選地，還包括:承載平臺(tái)，所述待測(cè)物放置于所述承載平臺(tái)上，所述承載平臺(tái)用于將所述待測(cè)物移動(dòng)至所述成像裝置的成像視野內(nèi)。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例中，超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置發(fā)出的超連續(xù)譜激光光束具有超寬光譜和超短脈沖的特性。其中，超寬光譜能夠覆蓋待測(cè)物的所有受激的單色熒光的波長(zhǎng)范圍，而超短脈沖具有較強(qiáng)的穿透性，具有較高的成像深度，便于進(jìn)行高深度的多色熒光成像。
[0018]因此，本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)激光波長(zhǎng)選擇裝置依次選擇超連續(xù)譜激光光束中不同波長(zhǎng)的單色激光光束，成像裝置依次獲取所述待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠減少待測(cè)物內(nèi)不同的熒光團(tuán)被照射的頻率和時(shí)間，有效減少光熱損傷和光漂白的發(fā)生。
[0019]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】

[0020]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過(guò)附圖所示，本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
[0021]圖1示出了本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。
[0023]因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
[0025]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0026]在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0027]第一實(shí)施例
[0028]請(qǐng)參閱圖1，圖1示出了本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的基于超連續(xù)譜光源111的多色熒光成像系統(tǒng)100，所述多色熒光成像系統(tǒng)100包括:超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置110、激光波長(zhǎng)選擇裝置120和成像裝置130。
[0029]超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置110用于發(fā)出超連續(xù)譜激光光束至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置120。具體地，超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置110可以是超連續(xù)譜激光器，它將超短脈沖激光耦合進(jìn)高非線性光纖，由于光線的非線性效應(yīng)、四波混頻及光孤子效應(yīng)，使得輸出光的脈沖光譜展寬，從而實(shí)現(xiàn)超寬的光譜輸出。優(yōu)選地，超連續(xù)譜激光光束的波長(zhǎng)范圍可以是400-2400nm。
[0030]于本實(shí)用新型實(shí)施例中，超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置110包括超連續(xù)譜光源111和光纖準(zhǔn)直器112。連續(xù)譜光源可以為上述的超連續(xù)譜激光器，用于發(fā)出所述超連續(xù)譜激光光束至所述光纖準(zhǔn)直器112。光纖準(zhǔn)直器112用于將所述超連續(xù)譜激光光束準(zhǔn)直成平行光束后發(fā)送至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置120。具體地，光纖準(zhǔn)直器112可以由尾纖與自聚焦透鏡精確定位而成，它可以將光纖內(nèi)的傳輸光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光(平行光)。
[0031]激光波長(zhǎng)選擇裝置120用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所獲取的所述超連續(xù)譜激光光束中不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束。優(yōu)選地，激光波長(zhǎng)選擇裝置120的工作波段位于450-750nm之間。
[0032]激光波長(zhǎng)選擇裝置120包括:偏振器121、光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置122、聲光可調(diào)濾光片123和短通濾光片124，偏振器121、光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置122、聲光可調(diào)濾光片123和短通濾光片124沿超連續(xù)譜激光光束的傳播路徑依次耦合。
[0033]偏振器121用于將所述超連續(xù)譜激光光束的偏振方向轉(zhuǎn)換為線偏振方向，即產(chǎn)生線偏振光。具體地，偏振器121可以是格蘭-泰勒方解石偏振器121。
[0034]光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置122用于調(diào)節(jié)所述偏振器121輸入的線偏振方向的超連續(xù)譜激光光束的光強(qiáng)度，并將調(diào)節(jié)后的超連續(xù)譜激光光束發(fā)送至所述聲光可調(diào)濾光片123。具體地，光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置122可以為消色差半波片，它是一種旋轉(zhuǎn)半波片，其輸出光束的光強(qiáng)由半波片的快軸與入射光的方向夾角有關(guān)，一般是非線性的余弦函數(shù)的關(guān)系。因此，旋轉(zhuǎn)所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置122的半波片，能夠調(diào)節(jié)出射的超連續(xù)譜激光光束的光強(qiáng)度。
[0035]聲光可調(diào)濾光片123用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所述偏振器121輸入的超連續(xù)譜激光光束內(nèi)不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束并輸出。其中，預(yù)設(shè)規(guī)則是指在實(shí)施多色熒光成像過(guò)程中，設(shè)定采集多個(gè)單色熒光圖像的順序。根據(jù)采集多個(gè)單色熒光圖像的順序，選出每個(gè)單色熒光對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生熒光效果最好的單波長(zhǎng)激光光束。具體地，所述聲光可調(diào)濾光片123可以是一種電調(diào)諧濾光片，輻射束通過(guò)介質(zhì)時(shí)發(fā)生相互作用而改變傳輸方向，產(chǎn)生布拉格衍射，即可具有選通特定波長(zhǎng)的激光光束通過(guò)的功能。于本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述聲光可調(diào)濾光片123內(nèi)的布拉格衍射的變化可以通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制，以按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次改變布拉格衍射的狀態(tài)，從而按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所述偏振器121輸入的超連續(xù)譜激光光束內(nèi)不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束。
[0036]短通濾光片124用于將所述聲光可調(diào)濾光片123輸出的激光光束進(jìn)行濾波，以濾除所述聲光可調(diào)濾光片123輸出的激光光束的長(zhǎng)波部分。于本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述多色熒光成像系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)集中在450nm—750nm。因此，長(zhǎng)波長(zhǎng)主要是指大于800nm以上的波長(zhǎng)，所述超連續(xù)譜激光光束的長(zhǎng)波部分是指超連續(xù)譜激光光束中波長(zhǎng)大于800nm部分的激光光束。需要說(shuō)明的是，短通濾光片124的截止波長(zhǎng)可以根據(jù)所述工作波長(zhǎng)而設(shè)定，本實(shí)施例所述的長(zhǎng)波長(zhǎng)的范圍并不構(gòu)成對(duì)短通濾光片124的限定。
[0037]由于待測(cè)物內(nèi)的熒光團(tuán)能夠在超連續(xù)譜激光光束的可見光波段范圍的激光光束作用下激發(fā)，因此，通過(guò)短通濾光片124將激光光束內(nèi)的長(zhǎng)波段激光過(guò)濾掉，以有效防止本系統(tǒng)前段光源中所不需要的長(zhǎng)波段激光進(jìn)入所述系統(tǒng)的后端部分。一方面，能夠避免長(zhǎng)波段部分的激光光束的能量對(duì)成像裝置中的感光元件CCD器件的損壞;另一方面，能夠避免長(zhǎng)波段部分的激光光束的能量對(duì)待測(cè)物的破壞。
[0038]成像裝置130用于依次獲取所述待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。具體地，成像裝置130可以是包括一個(gè)相機(jī)133和數(shù)據(jù)處理裝置。其中，相機(jī)133可以是CCD相機(jī)或者CMOS相機(jī)133，優(yōu)先為CCD相機(jī)。成像裝置130可以在一次快門開啟的時(shí)間段內(nèi)，成像裝置130的熒光屏上接收多個(gè)所述單色熒光，然后每個(gè)單色熒光產(chǎn)生的單色熒光圖像在熒光屏上疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。當(dāng)然，成像裝置130也可以是包括一個(gè)CCD相機(jī)和數(shù)據(jù)處理裝置。CCD相機(jī)用于在每次快門開啟時(shí)間內(nèi)獲取一個(gè)單色熒光并生成一個(gè)單色熒光圖像。數(shù)據(jù)處理裝置用于獲取CCD相機(jī)生成的多個(gè)單色熒光圖像，并將多個(gè)單色熒光圖像疊加成一個(gè)完成的多色熒光圖像。其中，數(shù)據(jù)處理裝置可以是由單片機(jī)、DSP芯片或者ARM芯片構(gòu)成的具有數(shù)據(jù)處理功能的集成電路模塊。
[0039]另外，成像裝置130還包括:成像鏡頭131和相機(jī)133。
[0040]所述成像鏡頭131用于將所接收的每個(gè)單色熒光聚焦到所述相機(jī)133。具體地，所述成像鏡頭131可以是寬場(chǎng)成像鏡頭，例如，成像鏡頭131包括24__70_大光圈。
[0041]帶通濾光器132用于將所述成像鏡頭131輸出的單色熒光以外的光濾掉，將所接收的單色熒光選通后輸入到所述相機(jī)133。具體地，帶通濾光器132可以為由轉(zhuǎn)輪和多種帶通濾光片組成的光學(xué)器件。其中，每個(gè)帶通濾光片的選通波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一個(gè)單色熒光的中心波長(zhǎng)，通過(guò)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可以將所需的帶通濾光片旋轉(zhuǎn)到單色熒光的傳播路徑內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同單色熒光的雜光的帶通過(guò)濾。優(yōu)選地，所述帶通濾光器132的轉(zhuǎn)輪可以由驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制。
[0042]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述待測(cè)物可以是通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或抗體標(biāo)記)將不同的熒光團(tuán)(包括熒光蛋白，染料等)特異性地標(biāo)記到腫瘤和宿主細(xì)胞的動(dòng)物，當(dāng)然，也可以是其他的物體。
[0043]采用本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的多色熒光成像系統(tǒng)進(jìn)行待測(cè)物的多色熒光成像的【具體實(shí)施方式】如下:
[0044]預(yù)先設(shè)定CCD相機(jī)的積分時(shí)間。按照預(yù)設(shè)規(guī)則調(diào)整聲光可調(diào)濾光片123的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以使聲光可調(diào)濾光片123按照預(yù)設(shè)規(guī)則從超連續(xù)譜激光光束內(nèi)依次選通不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束。轉(zhuǎn)動(dòng)帶通濾光器132的轉(zhuǎn)輪，并適當(dāng)旋轉(zhuǎn)消色差半波片和調(diào)整CCD相機(jī)的參數(shù)以獲得信噪比良好的熒光圖像。
[0045]CCD相機(jī)依次獲取所述待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像。再將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。
[0046]第二實(shí)施例
[0047]請(qǐng)參閱圖1，在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述多色熒光成像系統(tǒng)100還包括:照明裝置140和承載平臺(tái)150。
[0048]承載平臺(tái)150用于擺放待測(cè)物。所述承載平臺(tái)150用于將所述待測(cè)物移動(dòng)至所述成像裝置130的成像視野內(nèi)。其中，所述成像裝置130的成像視野內(nèi)是指成像鏡頭131的視野范圍。優(yōu)選地，承載平臺(tái)150能夠移動(dòng)，便于將所述待測(cè)物移動(dòng)至所述成像裝置130的成像視野內(nèi)。具體地，承載平臺(tái)150是行程為114mm x 75mm的二維平移臺(tái)。
[0049]照明裝置140用于將所述激光波長(zhǎng)選擇裝置120輸出的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束依次擴(kuò)束后照射所述待測(cè)物。
[0050]具體地，照明裝置140包括:非球面準(zhǔn)直透鏡141和反射鏡142，所述非球面準(zhǔn)直透鏡141用于將輸入的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束依次進(jìn)行擴(kuò)束并輸出，所述反射鏡142用于將經(jīng)擴(kuò)束的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束反射到待測(cè)物。經(jīng)過(guò)所述非球面準(zhǔn)直透鏡141的擴(kuò)束以及反射鏡142的反射后，在承載平臺(tái)150上能夠形成直徑約為2-6cm的照明光斑，以增大單波長(zhǎng)激光光束的照射范圍。優(yōu)選地，照明裝置140和成像裝置130均位于承載平臺(tái)150的上方，非球面準(zhǔn)直透鏡141的數(shù)值孔徑為0.1-0.5，經(jīng)非球面準(zhǔn)直透鏡141擴(kuò)大后的光束的直徑為2-6cm。
[0051]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，第二實(shí)施例的系統(tǒng)和裝置的具體工作過(guò)程，可以參考前述實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述
[0052]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例中，超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置110發(fā)出的超連續(xù)譜激光光束具有超寬光譜和超短脈沖的特性。其中，超寬光譜能夠覆蓋待測(cè)物的所有受激的單色熒光的波長(zhǎng)范圍，而超短脈沖具有較強(qiáng)的穿透性，具有較高的成像深度，便于進(jìn)行高深度的多色熒光成像。
[0053]因此，本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)激光波長(zhǎng)選擇裝置120依次選擇超連續(xù)譜激光光束中不同波長(zhǎng)的單色激光光束，成像裝置130依次獲取所述待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠減少待測(cè)物內(nèi)不同的熒光團(tuán)被照射的頻率和時(shí)間，有效減少光熱損傷和光漂白的發(fā)生。
[0054]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超連續(xù)譜光源的多色熒光成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:依次耦合的超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置、激光波長(zhǎng)選擇裝置和成像裝置； 所述超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置用于發(fā)出超連續(xù)譜激光光束至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置； 所述激光波長(zhǎng)選擇裝置用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所獲取的所述超連續(xù)譜激光光束中不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束； 所述成像裝置用于依次獲取待測(cè)物經(jīng)多個(gè)所述單波長(zhǎng)激光光束激發(fā)后發(fā)出的多個(gè)單色熒光，根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超連續(xù)譜激光發(fā)生裝置包括:超連續(xù)譜光源和光纖準(zhǔn)直器，所述超連續(xù)譜光源和光纖準(zhǔn)直器耦合； 所述超連續(xù)譜光源用于發(fā)出所述超連續(xù)譜激光光束至所述光纖準(zhǔn)直器； 所述光纖準(zhǔn)直器用于將所述超連續(xù)譜激光光束準(zhǔn)直成平行光束后發(fā)送至所述激光波長(zhǎng)選擇裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置包括:偏振器和聲光可調(diào)濾光片，所述偏振器和聲光可調(diào)濾光片耦合； 所述偏振器用于將所述超連續(xù)譜激光光束的偏振方向轉(zhuǎn)換為線偏振方向并輸出； 所述聲光可調(diào)濾光片用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則依次選通所述偏振器輸入的超連續(xù)譜激光光束內(nèi)不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)激光光束并輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置還包括:光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置，所述偏振器與所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置耦合，所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置與所述聲光可調(diào)濾光片耦合； 所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述偏振器輸入的線偏振方向的超連續(xù)譜激光光束的光強(qiáng)度，并將調(diào)節(jié)后的超連續(xù)譜激光光束發(fā)送至所述聲光可調(diào)濾光片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述激光波長(zhǎng)選擇裝置耦合的照明裝置，所述照明裝置用于將所述激光波長(zhǎng)選擇裝置輸出的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束依次擴(kuò)束后照射所述待測(cè)物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述照明裝置包括非球面準(zhǔn)直透鏡和反射鏡，所述激光波長(zhǎng)選擇裝置與所述非球面準(zhǔn)直透鏡耦合，所述非球面準(zhǔn)直透鏡與所述反射鏡親合； 所述非球面準(zhǔn)直透鏡用于將輸入的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束依次進(jìn)行擴(kuò)束并輸出； 所述反射鏡用于將經(jīng)擴(kuò)束的多個(gè)單波長(zhǎng)激光光束反射到待測(cè)物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像裝置包括:成像鏡頭和相機(jī)，所述成像鏡頭與所述相機(jī)耦合； 所述成像鏡頭用于將所接收的每個(gè)單色熒光聚焦到所述相機(jī)； 所述相機(jī)用于根據(jù)所獲取的多個(gè)所述單色熒光生成多個(gè)單色熒光圖像，將多個(gè)所述單色熒光圖像疊加以獲得所述待測(cè)物的多色熒光圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像裝置還包括帶通濾光器，所述成像鏡頭與所述帶通濾光器耦合，所述帶通濾光器與所述相機(jī)耦合； 所述帶通濾光器用于將所述成像鏡頭輸出的單色熒光以外的光濾掉，將所接收的單色熒光選通后輸入到所述相機(jī)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)為CCD相機(jī)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:承載平臺(tái)，所述待測(cè)物放置于所述承載平臺(tái)上，所述承載平臺(tái)用于將所述待測(cè)物移動(dòng)至所述成像裝置的成像視野內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK205719974SQ201620227123
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】羅韻, 梁小寶, 趙磊, 朱啟華, 李超, 張昊宇, 黎玥, 封建勝, 徐振源, 周泰斗, 王建軍, 景峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心