··、等等），例如五光子成像、 六光子成像、七光子成像、…、等等依次类推。
[0102] 在本实施方式中，所述信号获取模块11，具体用于利用数值模拟方式，由以下公式 计算分别得到所述三光子成像的信号强度和所述四光子成像的信号强度：
[0103]
Cl)
[0104] (2)
[0105] 其中，S3、S4分别表不所述三光子成像的信号强度和四光子成像的信号强度， i( P，φ，Ζ):表不柱坐标中的光强分布，V表不对体积积分。
[0106] 在本实施方式中，上述公式（1)与（2)是省略了不相关的常量。
[0107] 信号增强模块12,用于在物镜中，通过改变物镜填充因子来增强所述多光子成像 的信号强度。在本实施方式中，所述物镜是一种高数值孔径物镜，且在本实施方式中，数值 孔径大于或者等于〇. 9可以称之为高数值孔径。
[0108] 在本实施方式中，信号增强模块12具体包括计算子模块121、选择子模块122以及 增强子模块123,如图7所示。
[0109] 请参阅图7,所示为本发明一实施方式中图6所示信号增强模块12的内部结构示 意图。
[0110] 计算子模块121，用于在物镜中，在不同类型入射场下保持物镜后的功率恒定，并 通过改变物镜填充因子来计算不同类型入射场下线偏振入射光在焦点附近的强度分布，其 中，所述不同类型入射场包括平面波以及高斯光束；
[0111] 在本实施方式中，在省略不相关的常量后，高的数值孔径（NA)物镜焦距的矢量电 场分布由以下公式（3)-(6)得到：
； (3) (4) LlN 丄U010SZZ4 A yJ^ rVJ 5/5 }J^
(^) (6)
[0116] 其中，Eine(Ci)表示线偏振入射光在焦点附近的强度分布，P表示径向距离，φ表 示主坐标系中的角度，ζ表示轴向距离，k表示在水中波矢，α_表示积分角上限，α表示 光线与光轴的夹角。
[0117] 在本实施方式中，所述平面波的线偏振入射光在焦点附近的强度分布具体由以下 公式（7)计算得到：
(7)
[0119] 所述高斯光束的线偏振入射光在焦点附近的强度分布具体由以下公式（8)计算 得到：
(8)
[0121] 其中，E1TO(a )表示线偏振入射光在焦点附近的强度分布，Idepth表示成像深度，U 与表示激发光特征衰减长度，β表示物镜填充程度的填充因子，表示积分角上限，α 表;^光线与光轴的夹角。
[0122] 选择子模块122,用于利用不同类型入射场下线偏振入射光在焦点附近的强度分 布来获取平面波的最优填充因子或者高斯光束的最优填充因子。
[0123] 增强子模块123,用于根据不同类型入射场下的最优填充因子来增强所述多光子 成像的信号强度。
[0124] 本发明所提供的一种提高多光子成像信号强度的系统10,通过数值模拟证明了在 不同U pth/X比值下具有最优的激光束填充因子，在物镜中，通过改变物镜填充因子来增强 多光子成像的信号强度，进而进一步提高成像深度。
[0125] 在本发明实施例中，本发明提供的技术方案，通过数值模拟证明了在不同IdepthZl e 比值下具有最优的激光束填充因子，在物镜中，通过改变物镜填充因子来增强多光子成像 的信号强度，进而进一步提高成像深度。
[0126] 值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的， 但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也 只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0127] 另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介 质中，所述的存储介质，如R0M/RAM、磁盘或光盘等。
[0128] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种提高多光子成像信号强度的方法，其特征在于，所述方法包括： 获取多光子成像的信号强度； 在物镜中，通过改变物镜填充因子来增强所述多光子成像的信号强度。2. 如权利要求1所述的提高多光子成像信号强度的方法，其特征在于，所述多光子成 像包括三光子成像以及四光子成像。3. 如权利要求2所述的提高多光子成像信号强度的方法，其特征在于，所述获取多光 子成像的信号强度的步骤包括： 利用数值模拟方式，由以下公式计算分别得到所述三光子成像的信号强度和所述四光 子成像的信号强度：其中，S3、S4分别表不所述三光子成像的信号强度和四光子成像的信号强度， _Ι( _ρ，φ，ζ)表不柱坐标中的光强分布，V表不对体积积分。4. 如权利要求2所述的提高多光子成像信号强度的方法，其特征在于，所述在物镜中， 通过改变物镜填充因子来增强所述多光子成像的信号强度的步骤包括： 在物镜中，在不同类型入射场下保持物镜后的功率恒定，并通过改变物镜填充因子来 计算不同类型入射场下线偏振入射光在焦点附近的强度分布，其中，所述不同类型入射场 包括平面波以及高斯光束； 利用不同类型入射场下线偏振入射光在焦点附近的强度分布来获取平面波的最优填 充因子或者高斯光束的最优填充因子；以及 根据不同类型入射场下的最优填充因子来增强所述多光子成像的信号强度。5. 如权利要求4所述的提高多光子成像信号强度的方法，其特征在于，所述平面波的 线偏振入射光在焦点附近的强度分布具体由以下公式计算得到：所述高斯光束的线偏振入射光在焦点附近的强度分布具体由以下公式计算得到：其中，Eine(a )表不线偏振入射光在焦点附近的强度分布，Idepth表不成像深度，I e与表 示激发光特征衰减长度，β表示物镜填充程度的填充因子，a _表示积分角上限，a表示 光线与光轴的夹角。6. -种提高多光子成像信号强度的系统，其特征在于，所述提高多光子成像信号强度 的系统包括： 信号获取模块，用于获取多光子成像的信号强度； 信号增强模块，用于在物镜中，通过改变物镜填充因子来增强所述多光子成像的信号 强度。7. 如权利要求6所述的提高多光子成像信号强度的系统，其特征在于，所述多光子成 像包括三光子成像以及四光子成像。8. 如权利要求7所述的提高多光子成像信号强度的系统，其特征在于，所述信号获取 模块，具体用于利用数值模拟方式，由以下公式计算分别得到所述三光子成像的信号强度 和所述四光子成像的信号强度：其中，S3、S4分别表不所述三光子成像的信号强度和四光子成像的信号强度， I( P , φ，ζ):表不柱坐标中的光强分布，V表不对体积积分。9. 如权利要求7所述的提高多光子成像信号强度的系统，其特征在于，所述信号增强 模块具体包括： 计算子模块，用于在物镜中，在不同类型入射场下保持物镜后的功率恒定，并通过改变 物镜填充因子来计算不同类型入射场下线偏振入射光在焦点附近的强度分布，其中，所述 不同类型入射场包括平面波以及高斯光束； 选择子模块，用于利用不同类型入射场下线偏振入射光在焦点附近的强度分布来获取 平面波的最优填充因子或者高斯光束的最优填充因子；以及 增强子模块，用于根据不同类型入射场下的最优填充因子来增强所述多光子成像的信 号强度。10. 如权利要求9所述的提高多光子成像信号强度的系统，其特征在于，所述平面波的 线偏振入射光在焦点附近的强度分布具体由以下公式计算得到：所述高斯光束的线偏振入射光在焦点附近的强度分布具体由以下公式计算得到：其中，Eine(a )表不线偏振入射光在焦点附近的强度分布，Idepth表不成像深度，I e与表 示激发光特征衰减长度，β表示物镜填充程度的填充因子，a _表示积分角上限，a表示 光线与光轴的夹角。
【专利摘要】本发明适用于生物光子学领域，提供了一种提高多光子成像信号强度的方法，包括：获取多光子成像的信号强度；在物镜中，通过改变物镜填充因子来增强所述多光子成像的信号强度。本发明还提供了一种提高多光子成像信号强度的系统。本发明能提高深层生物组织高阶多光子显微成像中最大化的信号强度，从而获得更大成像深度。
【IPC分类】G02B21/36, G01N21/64
【公开号】CN105158224
【申请号】CN201510572194
【发明人】王科, 邱娉, 梁闰富
【申请人】深圳大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月9日