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原文传递一种宽场超分辨显微成像方法及其系统

专利名称：	一种宽场超分辨显微成像方法及其系统
摘要：	本发明公开了一种宽场超分辨显微成像方法及其系统，所述方法包括步骤：将光源发出的激光通过空间光调制器进行相位调制，再经由傅里叶透镜得到强度调制的光；将所述强度调制的光依次经过管镜、激发滤光片、分束镜、物镜后激发样品发射信号光；通过所述物镜收集所述信号光，并由所述分束镜透射到探测器上；根据至少三个取向上不同相位的信号光结构图案进行重构处理得到超分辨图像。空间光调制器将激光调制成强度满足正弦次幂分布的激发光图案，激发出荧光图案，从而产生多级频谱混叠。通过对混叠频谱的解频和复位，获得更高频样本信息。在非饱和激发条件下，实现超分辨率结构光照明显微成像，空间分辨率由条纹结构光的谐波次数决定。
专利类型：	发明专利
申请人：	深圳大学
发明人：	邵永红;郑晓敏;汪磊;王美婷;屈军乐
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
申请号：	CN201911307739.6
公开号：	CN110954521A
代理机构：	深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王永文
分类号：	G01N21/64;G02B21/00;G02B21/06;G;G01;G02;G01N;G02B;G01N21;G02B21;G01N21/64;G02B21/00;G02B21/06
申请人地址：	518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号
主权项：	1.一种宽场超分辨显微成像方法，其特征在于，包括步骤：将光源发出的激光进行扩束准直处理、偏振方向调整处理后，通过空间光调制器进行相位调制，再经由傅里叶透镜变换得到强度调制的光；将所述强度调制的光依次经过管镜、激发滤光片后得到激发光，通过分束镜反射激发光，并由物镜聚焦后激发样品发射信号光；其中，所述空间光调制器放置到所述傅里叶透镜的前焦面上，所述傅里叶透镜的后焦面和所述管镜的前焦面重合；通过所述物镜收集所述信号光，并由所述分束镜透射到探测器上，所述探测器用于记录所述信号光的强度并得到信号光结构图案；改变所述空间光调制器的调制函数，获得至少三个取向上不同相位的信号光结构图案；根据所述至少三个取向上不同相位的信号光结构图案进行重构处理得到超分辨图像。 2.根据权利要求1所述的宽场超分辨显微成像方法，其特征在于，所述信号光的强度与所述激发光的强度存在线性关系；所述激发光的强度分布满足如下调制函数：其中，Iex(r)表示样品成像面上激发光的强度分布，r表示样品面上的任意位置，ωm表示第m个调制频率，为初始相位，cos(·)表示余弦函数，幂指数n为正整数。 3.根据权利要求2所述的宽场超分辨显微成像方法，其特征在于，所述相位为：其中，表示第m个相位，π表示圆周率，m＝1，2，…，2n+1。 4.根据权利要求1所述的宽场超分辨显微成像方法，其特征在于，所述至少三个取向包括：第一取向、第二取向、第三取向；所述第一取向、所述第二取向、所述第三取向中两两取向之间相差120°。 5.根据权利要求1所述的宽场超分辨显微成像方法，其特征在于，所述重构处理采用WS重构算法进行重构。 6.一种宽场超分辨显微成像系统，其特征在于，包括：依次设置的光源、扩束准直装置、半波片、空间光调制器、傅里叶透镜、管镜、激发滤光片、分束镜；位于所述分束镜的反射方向的物镜；位于所述分束镜背离所述物镜一侧的探测器；与所述探测器、所述空间光调制器连接的计算机；所述空间光调制器放置到所述傅里叶透镜的前焦面上，所述傅里叶透镜的后焦面和所述管镜的前焦面重合；所述扩束准直装置用于对所述光源发出的激光进行扩束准直处理得到扩束准直的光；所述半波片用于调整所述扩束准直的光的偏振方向得到已调整偏振方向的光；所述空间光调制器用于对所述已调整偏振方向的光进行相位调制得到相位调制的光，所述傅里叶透镜用于将所述相位调制的光进行傅里叶变换得到强度调制的光；所述激发滤光片用于过滤所述强度调制的光得到激发光；所述分束镜用于将所述激发光反射至所述物镜；所述物镜用于聚焦所述激发光以激发样品，并收集所述样品发射的信号光；所述探测器用于记录所述信号光的强度并得到信号光结构图案；所述计算机用于改变所述空间光调制器的调制函数，获得至少三个取向上不同相位的信号光结构图案；并根据所述至少三个取向上不同相位的信号光结构图案进行重构处理得到超分辨图像。 7.根据权利要求6所述的宽场超分辨显微成像系统，其特征在于，所述信号光的强度与所述激发光的强度存在线性关系；所述激发光的强度分布满足如下调制函数：其中，Iex(r)表示样品成像面上激发光的强度，r表示样品面上的任意位置，ωm表示第m个调制频率，为初始相位，cos(·)表示余弦函数，幂指数n为正整数。 8.根据权利要求6所述的宽场超分辨显微成像系统，其特征在于，所述相位为：其中，表示第m个相位，π表示圆周率，m＝1，2，…，2n+1；所述至少三个取向包括：第一取向、第二取向、第三取向；所述第一取向、所述第二取向、所述第三取向中两两取向之间相差120°；所述重构处理采用WS重构算法进行重构。 9.根据权利要求6所述的宽场超分辨显微成像系统，其特征在于，所述扩束准直装置包括依次设置的第一透镜、第二透镜。 10.根据权利要求6所述的宽场超分辨显微成像系统，其特征在于，其还包括：位于所述半波片与所述空间光调制器之间的反射镜，位于所述分束镜与所述探测器之间的发射滤光片、第三透镜。
所属类别：	发明专利