扫描式多功能显微光谱成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显微成像领域，具体涉及一种扫描式多功能显微光谱成像系统。
【背景技术】
[0002]显微成像技术由来已久，其最常应用于观测肉眼所无法观察的样品，应用领域包括生物医学、化学、物理、冶金、测量等领域，在很多领域的发展中拥有着独一无二的地位。同时，显微成像技术也在不断的发展完善中，从最开始的场式显微镜，到之后的共焦显微镜，其在放大倍数、抗噪音等方面都有了重大突破。但是，无论是传统的场式显微镜，还是共焦显微镜，均是利用样品散射光的光强对样品进行成像，传统显微成像只能得到样品的结构图像。即使荧光成像也只是得到样品某一波段荧光光强的显微图像，不能得到样品的完整光谱特征信息。而且，传统显微成像系统不能同时实现多种成像功能。
【实用新型内容】
[0003]针对传统显微系统的不足，为了获得样品更多的特征信息，本实用新型提出了一种将光谱成像技术与显微技术相结合的扫描式多功能显微光谱成像系统，通过记录在样品中激发的荧光(拉曼光)光谱或散射光光谱，实现对样品的荧光(拉曼光)显微、荧光(拉曼光)光谱显微或散射光显微及其散射光显微光谱成像。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]本实用新型提供一种扫描式多功能显微光谱成像系统，包括有计算机、三维电动精密平移载物台、准直的脉冲激光光源、光电探测器、准直的连续谱光源、热镜-分束镜切换装置、光扫描装置、物镜、光谱仪、分束镜、机械光开关、反射镜、数据采集系统。
[0006]计算机同时连接三维电动精密平移载物台、脉冲激光光源、光电探测器、光扫描装置和数据采集系统，数据采集系统连接光谱仪的相机。脉冲激光光源发出的脉冲激光经过分束镜后分为两束，一束被光电探测器接收并将电信号传给计算机;另一束被分束镜再次分为两束，一束经过机械光开关、热镜-分束镜切换装置、光扫描装置、物镜到达三维电动精密平移载物台上的样品；另一束经过机械光开关、反射镜、物镜到达三维电动精密平移载物台上的样品。连续谱光源发出的光经过反射镜反射，由经分束镜分为两束，一束经过机械光开关、热镜-分束镜切换装置、光扫描装置、物镜到达三维电动精密平移载物台上的样品。另一束经过机械光开关、反射镜、物镜到达三维电动精密平移载物台上的样品。
[0007]本实用新型的有益技术效果是:
[0008]本实用新型在开启脉冲激光光源时，通过光电探测器给数据采集系统提供触发信号，打开两个机械光开关中的一个，通过光扫描装置或三维电动精密平移载物台扫描，可以获得样品背向或前向的荧光(拉曼光)显微和荧光(拉曼光)显微光谱图像。
[0009]本实用新型在开启连续谱光源时，通过打开两个机械光开关中的一个，通过光扫描装置或三维电动精密平移载物台扫描，可以获得样品背向或前向的散射光显微和散射光显微的光谱图像。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的系统结构图。
[0011]图2是采集背向荧光(拉曼光)时，系统的结构图。
[0012]图3是采集前向荧光(拉曼光)时，系统的结构图。
[0013]图4是采集背向散射光时，系统的结构图。
[0014]图5是采集前向散射光时，系统的结构图。
[0015]【附图符号说明】1.计算机;2.三维电动精密平移载物台；3.脉冲激光光源;4.光电探测器;5.光谱仪;6.第一分束镜;7.第二分束镜;8.热镜-分束镜切换装置;9.光扫描装置；
10.第一物镜;11.第一机械光开关;12.第一反射镜;13.第二反射镜;14.第二物镜;15.连续谱光源;16.第三反射镜;17.第二机械光开关;18.数据采集系统。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0017]如图1所示，本实用新型的扫描式多功能显微光谱成像系统包括计算机1、三维电动精密平移载物台2、脉冲激光光源3、光电探测器4、光谱仪5、第一分束镜6，第二分束镜7、热镜-分束镜切换装置8、光扫描装置9、第一物镜10、第二物镜14、第一机械光开关11、第二机械光开关17、第一反射镜12、第二反射镜13、第三反射镜16、连续谱光源15、数据米集系统18。
[0018]如图1所示，计算机I同时连接三维电动精密平移载物台2、脉冲光激光光源3、光电探测器4、光扫描装置9和数据采集系统18，数据采集系统18连接光谱仪5的相机。脉冲激光光源3发出的脉冲激光经过第一分束镜6后分为两束，一束被光电探测器4接收并将电信号传给计算机I;另一束被分第二分束镜7再次分为两束，一束经过第二机械光开关17、热镜-分束镜切换装置8、光扫描装置9、第一物镜10到达三维电动精密平移载物台2上的样品；另一束经过第一机械光开关11、第一反射镜12、第二反射镜13、第二物镜14到达三维电动精密平移载物台2上的样品。连续谱光源15发出的光经过第三反射镜16反射，经由分第二分束镜7分为两束，一束经过第二机械光开关17、热镜-分束镜切换装置8、光扫描装置9、第一物镜10到达三维电动精密平移载物台2上的样品。另一束经过第一机械光开关11、第一反射镜12、第二反射镜13、第二物镜14到达三维电动精密平移载物台2上的样品。
[0019]本实用新型的扫描式多功能显微光谱成像系统可以实现两种功能，每种功能分别有两种工作模式。
[0020]1、荧光(拉曼光)显微、荧光(拉曼光)显微光谱成像功能
[0021]在图1所示的系统结构图中，打开脉冲激光光源3，打开光电探测器4，关闭第一机械光开关11，打开第二机械光开关17，将热镜-分束镜切换装置8设置在热镜位置。通过光扫描装置扫描或电动精密平移载物台扫描实现荧光(拉曼光)显微、荧光(拉曼光)显微光谱成像功能，系统简化为如图2所示，此时，系统工作在背向采集荧光(拉曼光)的荧光(拉曼光)显微、荧光(拉曼光)显微光谱成像模式。
[0022]在图1所示的系统结构图中，打开脉冲激光光源3，打开光电探测器4，打开第一机械光开关11，关闭机第二机械光开关17，将热镜-分束镜切换装置8设置在热镜位置。通过电动精密平移载物台2扫描实现荧光(拉曼光)显微、荧光(拉曼光)显微光谱成像功能，系统简化如图3所示，此时，系统工作在前向采集焚光(拉曼光)的焚光(拉曼光)显微、焚光(拉曼光)显微光谱成像模式。
[0023]2、散射光显微成像、散射光显微光谱成像功能
[0024]在图1所示的系统结构图中，打开连续谱光源15，关闭第一机械光开关11，打开第二机械光开关17，将热镜-分束镜切换装置8设置在分束镜位置。通过光扫描装置扫描或电动精密平移载物台扫描实现散射光显微成像、散射光显微光谱成像功能，系统简化为如图3所示，此时，系统工作在背向采集散射光的散射光显微、散射光显微光谱成像模式。
[0025]在图1所示的系统结构图中，打开连续谱光源15，打开第一机械光开关11，关闭第二机械光开关17，将热镜-分束镜切换装置8设置在分束镜位置。通过电动精密平移载物台2扫描实现散射光显微、散射光显微光谱成像功能，系统简化如图4所示，此时，系统工作在前向采集散射光的散射光显微、散射光显微光谱成像模式。
[0026]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种扫描式多功能显微光谱成像系统，其特征在于:包含计算机(I)、三维电动精密平移载物台(2)、脉冲激光光源(3)、光电探测器(4)、连续谱光源(15)、热镜-分束镜切换装置(8)、光扫描装置(9)、第一物镜(10)、第二物镜(14)、光谱仪(5)、第一分束镜(6)、第二分束镜(7)、第一机械光开关(11)、第二机械光开关(17)、第一反射镜(12)、第二反射镜(13)、第三反射镜(16)、数据采集系统(18);计算机(I)同时连接三维电动精密平移载物台(2)、脉冲激光光源(3)、光电探测器(4)、光扫描装置(9)和数据采集系统(18)，数据采集系统(18)连接光谱仪(5)的相机，脉冲激光光源(3)发出的脉冲激光经过第一分束镜(6)后分为两束，一束被光电探测器(4)接收并将电信号传给计算机(I)，另一束被第二分束镜(7)再次分为两束，一束经过第二机械光开关(17)、热镜-分束镜切换装置(8)、光扫描装置(9)、第一物镜(10)到达三维电动精密平移载物台(2)上的样品；另一束经过第一机械光开关(11)、第一反射镜(12)、第二反射镜(13)、第二物镜(14)到达三维电动精密平移载物台(2)上的样品；连续谱光源(I 5)发出的光经过第三反射镜(16)反射，经由第二分束镜(7)分为两束，一束经过第二机械光开关(17)、热镜-分束镜切换装置(8)、光扫描装置(9)、第一物镜(10)到达三维电动精密平移载物台(2)上的样品，另一束经过第一机械光开关(11)、第一反射镜(12)、第二反射镜(13)、第二物镜(14)到达三维电动精密平移载物台(2)上的样品。
【专利摘要】一种扫描式多功能显微光谱成像系统，包括脉冲激光光源或连续谱光源，计算机，三维电动精密平移载物台，光电探测器，热镜-分束镜切换装置，光扫描装置，物镜，光谱仪，分束镜，机械光开关，反射镜，数据采集系统。本实用新型的显微光谱成像系统通过计算机控制光扫描装置或三维电动精密平移载物台逐点扫描，光谱仪中相机同步采集样品的背向或前向荧光(拉曼光)、散射光的光谱信息，数据采集系统能够记录光谱仪在每个扫描点的光谱信息，在完成样品平面上一个待测区域的数据采集后，由计算机生成样品的荧光(拉曼光)显微或散射光的显微图像，并同时生成样品的不同光谱波段的显微图像及三维显微光谱图像。
【IPC分类】G01J3/44
【公开号】CN205228640
【申请号】CN201520999237
【发明人】张向阳, 王向朝, 步扬, 刘练珍, 张蕾
【申请人】江南大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月4日