定位式吸附显微镜探测装置及激光扫描显微镜的制作方法

本发明实施例涉及激光扫描显微镜技术领域，尤其涉及一种定位式吸附显微镜探测装置及激光扫描显微镜。

背景技术：

随着医学和生物学的不断发展，人们对动物生命体中细胞形态、组织结构或肠胃中纤维状态的研究取得了显著进步，尤其通过近红外区域的脉冲激光辐射激发并且由合适的高灵敏性接收器探测，得到荧光信号和二次谐波信号，从而获取活体的生物细胞形态的相关技术，取得了显著成果。

而基于荧光信号、二次谐波信号以及cars(coherentanti-stokesramanscattering，相关反斯托克斯拉曼散射)信号，来获取生物细胞形态的相关探测设备，在上述技术的应用中占据重要地位。现有的用于人体细胞或组织探测的成像设备，主要是三维非线性激光扫描显微镜，其中，目前上述激光扫描显微镜的形态主要为通过机械臂来移动显微镜探测装置的激光扫描显微镜即该激光扫描显微镜的探测装置安装在机械臂上，通过机械臂的调整来移动探测装置，然后对准探测人体不同的组织结构。

但上述三维非线性激光扫描显微镜中的基于机械臂的探测装置，由于其体积较大，探头对应人体较大的皮肤面积，使得在具体操作中，针对皮肤探测的具体点位置无法进行精确定位，需要多次调整机械臂，多次移动探测装置，定位效果差，容易产生位移偏差，从而影响到成像质量。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供一种定位式吸附显微镜探测装置及激光扫描显微镜。

第一方面，本发明实施例提供一种定位式吸附显微镜探测装置，包括：

吸附壳体以及设置于所述吸附壳体内的微型显微镜探头，所述吸附壳体内侧设置有运动装置，所述微型显微镜探头设置于所述运动装置上，所述运动装置用于带动所述微型显微镜探头沿x-y轴水平移动，其中：

所述运动装置和所述微型显微镜探头均设置于所述吸附壳体内，所述微型显微镜探头内设置有第一光路、第二光路以及用于驱动所述第一光路和所述第二光路所共有的无穷远物镜进行上下移动的变焦电机，其中：

所述第一光路用于接收脉冲激光信号并传导输出所述脉冲激光信号至生命体细胞内的自发荧光物质；

所述第二光路用于采集并传导所述自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号。

第二方面，本发明实施例提供一种吸附式三维非线性激光扫描显微镜，包括：

荧光收集装置、抽气装置、扫描采集控制器、飞秒脉冲激光器、光纤耦合模块以及本发明实施例第一方面提供的定位式吸附显微镜探测装置，所述荧光收集装置和所述光纤耦合模块均与所述定位式吸附显微镜探测装置光纤通信连接，所述荧光收集装置和所述定位式吸附显微镜探测装置均与所述扫描采集控制器电连接，所述抽气装置与所述定位式吸附显微镜探测装置电连接，其中：

所述飞秒脉冲激光器，用于输出脉冲激光信号至所述光纤耦合模块；

所述光纤耦合模块，用于耦合所述飞秒脉冲激光器输出的所述脉冲激光信号，并传输所述脉冲激光信号至所述定位式吸附显微镜探测装置中所述微型显微镜探头的所述准直透镜；

所述定位式吸附显微镜探测装置，用于接收所述脉冲激光信号后，输出所述脉冲激光信号至生命体细胞内的自发荧光物质，以及通过所述物镜获取所述自发荧光物质激发后产生的荧光信号和二次谐波信号，并输出所述荧光信号和所述二次谐波信号至所述荧光收集装置；

所述荧光收集装置，用于接收所述荧光信号和所述二次谐波信号后，分别转换所述荧光信号和所述二次谐波信号为相应的电信号；

所述扫描采集控制器，用于控制所述微型显微镜探头中的扫描振镜对所述脉冲激光信号进行扫描，以及同步采集所述电信号；

所述抽气装置，用于对所述定位式吸附显微镜探测装置的外吸附空间进行抽气，以形成所述外吸附空间内的负压。

本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置及激光扫描显微镜包括吸附壳体和设置于吸附壳体内的微型显微镜探头，通过微型化的吸附壳体将吸附式显微镜探测装置吸附在待测生命体皮肤组织上，以使得微型显微镜探头对皮肤组织内的细胞结构进行探测，并通过运行装置x-y轴水平移动调整，来进行细胞结构单层的水平定位探测，变焦电机驱动所述第一光路和所述第二光路所共有的无穷远物镜进行上下移动，实现对生命体皮肤组织内的细胞结构的不同深度的探测，进而实现对生命体皮肤组织内的细胞结构的三维不同层次的精准定位探测，同时微型显微镜探头通过内置的两个光路，以及经过光路输出的脉冲激光信号，激发细胞内的自发荧光物质，并获取自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号，从而使得安装有吸附式显微镜探测装置的三维激光扫描显微镜通过获得的荧光信号和二次谐波信号，对细胞结构进行三维成像，结构简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图；

图4为本发明再一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图；

图5为本发明又一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜结构示意图；

图7为本发明实施例提供的荧光收集装置结构示意图；

图8为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜探测人体脸部皮肤组织示意图；

图9为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜探测人体胸部皮肤组织示意图；

图10为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜多个探测装置同时探测人体皮肤组织示意图；

图11为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜探测动物皮肤组织示意图；

图12为本发明实施例提供吸附式三维非线性激光扫描显微镜的箱式组合结构示意图；

图13为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜的箱式组合结构的封箱结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的基于荧光信号和二次谐波信号，来获取生物细胞形态的相关探测设备，主要是三维非线性激光扫描显微镜，目前上述激光扫描显微镜的形态主要为通过机械臂来移动显微镜探测装置的激光扫描显微镜即该激光扫描显微镜的探测装置安装在机械臂上，通过机械臂的调整来移动探测装置，然后对准探测人体不同的组织结构。但上述三维非线性激光扫描显微镜中的基于机械臂的探测装置，由于其体积较大，探头对应人体较大的皮肤面积，使得在具体操作中，针对皮肤探测的具体点位置无法进行精确定位，需要多次调整机械臂，多次移动探测装置，定位效果差，容易产生位移偏差，从而影响到成像质量。

为了便于对生命体组织进行精确的定位成像，获取其细胞形态结构信息，本发明实施例提供了一种定位式吸附显微镜探测装置，图1为本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置结构示意图，如图1所示，该定位式吸附显微镜探测装置包括：

吸附壳体11以及设置于吸附壳体11内的微型显微镜探头12，吸附壳体11内侧设置有运动装置13，微型显微镜探头12设置于运动装置13上，运动装置13用于带动微型显微镜探头12沿x-y轴水平移动，其中：

运动装置13和微型显微镜探头12均设置于吸附壳体11内，微型显微镜探头12内设置有第一光路、第二光路以及用于驱动第一光路和第二光路所共有的无穷远物镜进行上下移动的变焦电机，其中：

第一光路用于接收脉冲激光信号并传导输出脉冲激光信号至生命体细胞内的自发荧光物质；

第二光路用于采集并传导自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号。

具体地，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置包括吸附壳体11和吸附壳体11内的微型显微镜探头12，吸附壳体11微型化，用以吸附在生命体皮肤表面，吸附壳体11内的微型显微镜探头12用以对生命体皮肤组织内的细胞结构进行探测，其中，微型显微镜探头12通过设置于吸附壳体11内的运行装置，进行x-y轴水平移动，以实现对生命体皮肤组织内的细胞结构单层的水平定位探测，变焦电机驱动第一光路和第二光路所共有的无穷远物镜进行上下移动，实现对生命体皮肤组织内的细胞结构的不同深度的探测，进而实现对生命体皮肤组织内的细胞结构的三维不同层次的精准定位探测，其中微型显微镜探头12内设置有用于接收脉冲激光信号并传导输出脉冲激光信号至生命体细胞内的自发荧光物质的第一光路和采集并传导自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号第二光路，第一光路和第二光路的设置，使得吸附式显微镜探测装置可以完成对生命体皮肤细胞内的自发荧光物质的激发，并获取激发产生的用于对细胞结构成像的荧光信号和二次谐波信号。

本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置包括吸附壳体和设置于吸附壳体内的微型显微镜探头，通过微型化的吸附壳体将吸附式显微镜探测装置吸附在待测生命体皮肤组织上，以使得微型显微镜探头对皮肤组织内的细胞结构进行探测，并通过运行装置x-y轴水平移动调整，来进行细胞结构单层的水平定位探测，变焦电机驱动第一光路和第二光路所共有的无穷远物镜进行上下移动，实现对生命体皮肤组织内的细胞结构的不同深度的探测，进而实现对生命体皮肤组织内的细胞结构的三维不同层次的精准定位探测，同时微型显微镜探头通过内置的两个光路，以及经过光路输出的脉冲激光信号，激发细胞内的自发荧光物质，并获取自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号，从而使得安装有吸附式显微镜探测装置的三维激光扫描显微镜通过获得的荧光信号和二次谐波信号，对细胞结构进行三维成像，结构简单，使用方便。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的吸附壳体包括外壳体、底座以及盖玻片，如图1所示，底座112上设置有吸盘1121，吸盘1121嵌入外壳体111底部开设的吸盘孔1113内，外壳体111与底座112通过磁场力可拆卸连接，其中：

盖玻片113固定在吸盘1121的密封口，形成吸附式装置的内置空间和外吸附空间，运动装置13和微型显微镜探头12均设置于内置空间内，无穷远物镜正向对准盖玻片113。即本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的吸附壳体的外壳体111和底座112为可以相互磁吸的材质构成，或内置有相互磁吸的磁性物体，使得彼此可通过磁场力可拆卸连接在一起，且底座112上设置有吸盘1121，外壳体111底部设置有用于嵌入吸盘1121的吸盘孔1113，吸盘1121上设有与吸盘1121内空间连通的密封口，当盖玻片113盖在密封口上时，在该吸附式显微镜探测装置中形成内置空间和能够使得吸附装置吸附在生命体皮肤上的外吸附空间；且运动装置13和微型显微镜探头12均设置于内置空间内，微型显微镜探头12固定好后，无穷远物镜正向对准盖玻片113，以透过盖玻片113来输出内部信号和接收外部信号，从而实现显微镜变焦，三维成像，且外壳体111和底座112之间通过磁场力可拆卸连接，方便工作人员通过拆卸底座112就可以更换盖玻片113，操作简单、使用方便。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的第一光路包括依次相接的第一光线、第二光线以及第三光线，其中：

脉冲激光信号透射第一光路中的准直透镜、检偏器、偏振分光镜、第一四分之一波片至扫描振镜，形成第一光线；

形成第一光线后，脉冲激光信号经扫描振镜反射后，再次透射第一四分之一波片至偏振分光镜，形成第二光线；

形成第二光线后，脉冲激光信号经偏振分光镜反射后，透射第一扫描镜、第二扫描镜、二向色镜至无穷远物镜，形成第三光线；

第二光路依次包括采集并传导荧光信号和二次谐波信号的无穷远物镜和二向色镜。即图2为本发明一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图，其中涉及微型显微镜探头中的光路，如图2所示，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的第一光路在处理脉冲激光信号时，脉冲激光信号在经过第一光路的光学器件时，由于光路折返，会形成三个光线，分别为第一光线、第二光线以及第三光线，形成第一光线的光路中有准直透镜121、检偏器122、偏振分光镜123、第一四分之一波片124至扫描振镜125，形成第二光线的光路中有扫描振镜125、第一四分之一波片124以及偏振分光镜123，形成第三光线的光路中有偏振分光镜123、透射第一扫描镜126、第二扫描镜127、二向色镜128以及无穷远物镜129；

其中，脉冲激光信号从光纤出射后，经过准直透镜121准直后进入检偏器122，使准直光变为线偏振光，线偏振光的偏振方向与偏振分光镜123的透射偏振方向一致，因此线偏振光进入偏振分光镜123后直接透射穿过偏振分光镜123，进入位于偏振分光镜123左侧的第一四分之一波片124，其中第一四分之一波片的快轴方向与线偏光的偏振方向成±45度角，因此经过该第一四分之一波片124后，该线偏振光变为圆偏振光入射到扫描振镜125上，形成上述第一光线；形成第一光线后，经过扫描振镜125反射的圆偏振光再次进入第一四分之一波片124变为线偏振光，其中该线偏振光的偏振方向与偏振分光镜123的透射偏振方向垂直，因此该线偏振光在偏振分光镜123的分光面上发生反射从偏振分光镜123的下方出射，形成第二光线；形成第二光线后，出射的准直光进入扫瞄镜汇聚，进入无穷远物镜129，其焦点位于中继像面处，形成第三光线；扫描振镜125在xy轴上扫描会使脉冲激光信号焦点在整个中继像面上扫描。脉冲激光信号透射穿过作为二向色镜128的平行平板，二向色镜128根据波长区分脉冲激光信号和自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号，使脉冲激光信号透射穿过并使荧光信号和二次谐波信号反射。脉冲激光信号经过扫描镜汇聚产生的中继像面与无穷远物镜129的后像面重合。因此脉冲激光信号扫描产生的中继像会根据无穷远物镜129的放大倍数缩放到样本上。脉冲激光信号在样本上的焦点会产生荧光信号和二次谐波信号，产生的荧光信号和二次谐波信号经过无穷远物镜129收集和二向色镜128的反射进入收集光纤束中进行收集，其中变焦电机15带动无穷远物镜129上下移动；其中扫描振镜可以是基于机械、电机或微机电原理的扫描振镜，以下各个实施例均是如此。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的第一光路包括依次相接第一光线、第二光线、第三光线、第四光线以及第五光线，其中：

脉冲激光信号经过第一光路中的准直透镜、检偏器入射到偏振分光镜，形成第一光线；

形成第一光线后，脉冲激光信号经偏振分光镜反射后，透射第二四分之一波片至平面反射镜，形成第二光线；

形成第二光线后，脉冲激光信号经平面反射镜反射后，再次透射第二四分之一波片、偏振分光镜、第三四分之一波片至扫描振镜，形成第三光线；

形成第三光线后，脉冲激光信号经扫描振镜反射后，再次透射第三四分之一波片至偏振分光镜，形成第四光线；

形成第四光线后，脉冲激光信号经偏振分光镜反射后，透射第一扫描镜、第二扫描镜、二向色镜至无穷远物镜，形成第五光线；

第二光路依次包括采集并传导荧光信号和二次谐波信号的无穷远物镜以及二向色镜。即图3为本发明另一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图，其中涉及微型显微镜探头中的光路，如图3所示，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的第一光路在处理脉冲激光信号时，脉冲激光信号在经过第一光路的光学器件时，由于光路折返，会形成五个光线，分别为包括依次相接第一光线、第二光线、第三光线、第四光线以及第五光线，形成第一光线的光路中有准直透镜140、检偏器141以及偏振分光镜142，形成第二光线的光路中有偏振分光镜142、第二四分之一波片143以及平面反射镜144，形成第三光线的光路中有平面反射镜144、第二四分之一波片143、偏振分光镜142、第三四分之一波片145以及扫描振镜146，形成第四光线的光路中有扫描振镜146、第三四分之一波片145以及偏振分光镜142，形成第五光线的光路中有偏振分光镜142、第一扫描镜147、第一二扫描镜148、二向色镜149以及无穷远物镜160；

其中脉冲激光信号从光纤出射后，经过准直透镜140准直后进入检偏器141，使准直光变为线偏振光，该线偏振光的偏振方向与偏振分光镜142的透射偏振方向垂直，因此线偏振光进入偏振分光镜142后发生反射并从偏振分光镜142的右侧出射，形成第一光线；形成第一光线后，出射后的线偏振光进入第二四分之一波片143，其中第二四分之一波片的快轴方向与线偏光偏振方向成±45度角，因此线偏振光经过第二四分之一波片后变为圆偏振光，并入射到平面反射镜144，形成第二光线；形成第二光线后，圆偏振光经平面反射镜144后反射，沿原光路返回再次经过第二四分之一波片143变为线偏振光，该线偏振光的偏振方向与偏振分光镜142的透射偏振方向一致，因此线偏振光第二次进入偏振分光镜142后直接透射穿过偏振分光镜142，进入位于偏振分光镜142左侧的第三四分之一波片145，其中第三四分之一波片的快轴方向与线偏光的偏振方向成±45度角，因此线偏光经过第三四分之一波片后变为圆偏振光入射到扫描振镜146上，形成第三光线；形成第三光线后，经过扫描振镜146反射的圆偏振光再次进入第三四分之一波片145变为线偏振光，其中该线偏振光的偏振方向与偏振分光镜142的透射偏振方向垂直，因此该偏振光在偏振分光镜142的分光面上发生反射，并从偏振分光镜142的下方出射，形成第四光线；形成第四光线后，出射的准直光进入扫瞄镜汇聚，进入无穷远物镜160，其焦点位于中继像面处，形成第五光线；扫描振镜146在xy轴上扫描会使脉冲激光信号焦点在整个中继像面上扫描。脉冲激光信号透射穿过作为二向色镜149的平行平板，二向色镜149根据波长区分脉冲激光信号和自发荧光物质被激发产生的荧光信号和二次谐波信号，使脉冲激光信号透射穿过并使荧光信号和二次谐波信号反射。脉冲激光信号经过扫描镜汇聚产生的中继像面与无穷远物镜160的后像面重合。因此脉冲激光信号扫描产生的中继像会根据无穷远物镜160的放大倍数缩放到样本上。脉冲激光信号在样本上的焦点会产生荧光信号和二次谐波信号，产生的荧光信号和二次谐波信号经过无穷远物镜160收集和二向色镜149的反射进入收集光纤束中进行收集。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的吸附式显微镜探测装置，还包括电可调曲率透镜，图4为本发明再一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图，如图4所示，电可调曲率透镜120位于准直透镜121和检偏器122之间，脉冲激光信号透射准直透镜121、电可调曲率透镜120、检偏器122、偏振分光镜123、第一四分之一波片124至扫描振镜125，形成新的第一光线。即新的第一光线中的光学元件依次包括准直透镜121、电可调曲率透镜120、检偏器122、偏振分光镜123、第一四分之一波片124以及扫描振镜125。其中电可调曲率透镜120的设置使得，可通过对电可调曲率透镜120施加电压或者电流使电可调曲率透镜120表面产生相应到的弯曲，进而对准直透镜121出射的平行光产生不同的光焦度。具体光路为：激光信号从光纤出射，经过准直透镜121后平行入射到电可调曲率透镜120，从电可调曲率透镜120根据加载的电压或电流信号产生相应的光焦度，出射的汇聚或发散光经过第一光路中的光学元件，形成的新的第一光线、第二光线以及第三光线，传递到无穷远物镜129后汇聚到样本上。其中，电可调曲率透镜120引入的光焦度变化会使无穷远物镜129口出射的激光信号的焦点在纵深方向上上下移动，且电可调曲率透镜120的响应速度非常快，其扫描频率在khz量级，因此可以实现快速的纵深方向的扫描成像。其中，电可调曲率透镜120在不施加电压或电流信号时等效为平行平板玻璃，对激光信号无光焦度并且不会使无穷远物镜129后的焦点产生任何偏移，从而实现三维立体成像。在具体使用时，该电可调曲率透镜120与变焦电机13互补，通过变焦电机13调整无穷远物镜129位置，在粗调到相应纵深位置后，系统切换为电可调曲率透镜120变焦扫描模式，对样本进行快速的三维成像，其中当吸附式显微镜探测装置在不安装变焦电机13的时候，仅仅通过电可调曲率透镜120也可以进行变焦调整。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的吸附式显微镜探测装置，还包括电可调曲率透镜，图5为本发明又一实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置组合后的剖面结构示意图，如图5所示，电可调曲率透镜150位于准直透镜140和检偏器141之间，脉冲激光信号透射准直透镜140、电可调曲率透镜150、检偏器141入射到偏振分光镜142，形成新的第一光线。即新的第一光线中的光学元件依次包括准直透镜140、电可调曲率透镜150、检偏器141以及偏振分光镜142。其中电可调曲率透镜150的设置使得，可通过对电可调曲率透镜150施加电压或者电流使电可调曲率透镜150表面产生相应到的弯曲，进而对准直透镜140出射的平行光产生不同的光焦度。具体光路为：激光信号从光纤出射，经过准直透镜140后平行入射到电可调曲率透镜150，从电可调曲率透镜150根据加载的电压或电流信号产生相应的光焦度，出射的汇聚或发散光经过第一光路中的光学元件，形成的新的第一光线、第二光线、第三光线、第四光线以及第五光线后，传递到无穷远物镜160后汇聚到样本上。其中，电可调曲率透镜150引入的光焦度变化会使无穷远物镜160口出射的激光信号的焦点在纵深方向上上下移动，且电可调曲率透镜150的响应速度非常快，其扫描频率在khz量级，因此可以实现快速的纵深方向的扫描成像。其中，电可调曲率透镜150在不施加电压或电流信号时等效为平行平板玻璃，对激光信号无光焦度并且不会使无穷远物镜160后的焦点产生任何偏移，从而实现三维立体成像。在具体使用时，该电可调曲率透镜150与变焦电机互补，通过变焦电机调整无穷远物镜160位置，在粗调到相应纵深位置后，系统切换为电可调曲率透镜150变焦扫描模式，对样本进行快速的三维成像，其中当吸附式显微镜探测装置在不安装变焦电机的时候，仅仅通过电可调曲率透镜150也可以进行变焦调整。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的运动装置包括固定支架、第一驱动块和第二驱动块，如图1所示，第一驱动块132和第二驱动块133分别与固定支架131固定连接，第二驱动块133固定在吸附壳体11的侧壁上，其中：

第二驱动块133用于驱动第一驱动块132和固定支架131一起沿y轴方向移动，第一驱动块132用于驱动微型显微镜探头沿x轴方向移动。即在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的运动装置包括固定支架131、第一驱动块132和第二驱动块133，第一驱动块132和第二驱动块133均包括滑块和固定块，第一驱动块132的第一固定块固定在固定支架131上，第一驱动块132的第一滑块在第一电机的驱动下，与第一固定块相对滑动；第二驱动块133的第二滑块固定在固定支架131上，第二驱动块133的第二固定块固定在外壳体11的侧壁上，第二驱动块133的第二滑块在第二电机的驱动下，与第二固定块相对滑动；微型显微镜探头12可固定在第一驱动块132的第一滑块上，从而使得第一驱动块132能够带动微型显微镜探头12沿x轴方向移动，第二驱动块133能够带动第一驱动块132和固定支架131以及固定在第一驱动块132上的微型显微镜探头12一起沿y轴方向移动，从而实现吸附装置在粗定位到生命体待测皮肤组织上后，可通过运动装置，带动微型显微镜探头12沿x轴和y轴方向微移动，来实现在水平面内对微型显微镜探头12的精准定位，同时通过电机驱动实现沿x轴和y轴方向移动，使得在不移动的显微镜吸附装置的同时，实现不同区域的成像，能够更好的观察想要观察的成像区域。同时可以通过程序控制，使位移台步进相同的距离，并把成像的图像进行拼接，可得到n倍视野的成像结果。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的固定支架包括x轴支架和y轴支架，x轴支架和y轴支架相互垂直固定连接，其中：

x轴支架与第一驱动块可拆卸式固定连接，y轴支架与第二驱动块可拆卸式固定连接。即本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中的固定支架为l型，其包括x轴支架和y轴支架，x轴支架和y轴支架相互垂直固定连接，x轴支架与第一驱动块的第一固定架可拆卸固定连接，y轴支架与第二驱动块的第二滑块可拆卸固定连接，从而实现微型显微镜探头在运动装置的驱动下，可沿xy轴方向移动。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的用于设置微型显微镜探头的定位式吸附装置中的吸盘还包括吸附口和抽气口，吸附口与密封口相连通，用以通过外吸附空间吸附在待测生命体上；

抽气口与外吸附空间相连通，用以抽取外吸附空间内的气体。即本发明实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置中设置于底座上的吸盘除了密封口还包括吸附口和抽气口，且密封口和吸附口相连通，形成吸盘的内部空间，当盖玻片密封固定在密封口上时，吸盘的内部空间便形成了外吸附空间，吸附口通过该外吸附空间吸附在待测生命体上；上述抽气口与外吸附空间连通，通过该抽气口，可以抽取外吸附空间内的气体，从而形成外吸附空间内的负压。在外部压力的作用下，定位式吸附显微镜探测装置吸附在待测生命体的皮肤等组织上。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的用于设置微型显微镜探头的定位式吸附装置中的外壳体包括第一壳体和第二壳体，如图1所示，其中：

第一壳体1111内设置有容纳空间，运动装置设置于容纳空间内，第一壳体1111和第二壳体1112可拆卸式固定连接。即本发明实施例提供的用于设置微型显微镜探头的定位式吸附装置中的外壳体包括两部分，分别为第一壳体1111和第二壳体1112，第一壳体1111有用于设置运动装置的容纳空间，即上述实施例中的吸盘孔也设置在第一壳体1111的底部，吸盘嵌入第一壳体1111的吸盘孔中，再结合盖玻片以及第二壳体1112，可形成上述实施例中的外吸附空间和内置空间，其中，第一壳体1111和第二壳体1112可通过螺钉可拆卸固定连接，如此方便整个装置的组装、拆卸以及部件的更换。

本发明实施例还提供一种吸附式三维非线性激光扫描显微镜，图6为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜结构示意图，如图6所示，该激光扫描显微镜包括：

荧光收集装置56、抽气装置52、扫描采集控制器531、飞秒脉冲激光器541、光纤耦合模块542以及上述实施例提供的定位式吸附显微镜探测装置51，荧光收集装置56和光纤耦合模块542均与定位式吸附显微镜探测装置51光纤通信连接，荧光收集装置56和定位式吸附显微镜探测装置51均与扫描采集控制器531电连接，抽气装置52与定位式吸附显微镜探测装置51电连接，其中：

飞秒脉冲激光器541，用于输出脉冲激光信号至光纤耦合模块542；

光纤耦合模块542，用于耦合飞秒脉冲激光器541输出的脉冲激光信号，并传输脉冲激光信号至定位式吸附显微镜探测装置中微型显微镜探头；

定位式吸附显微镜探测装置，用于接收脉冲激光信号后，输出脉冲激光信号至生命体细胞内的自发荧光物质，以及通过物镜获取自发荧光物质激发后产生的荧光信号和二次谐波信号，并输出荧光信号和二次谐波信号至荧光收集装置56；

荧光收集装置56，用于接收荧光信号和二次谐波信号后，分别转换荧光信号和二次谐波信号为相应的电信号；

扫描采集控制器531，用于控制微型显微镜探头中的扫描振镜对脉冲激光信号进行扫描，以及同步采集电信号；

抽气装置52，用于对定位式吸附显微镜探测装置的外吸附空间进行抽气，以形成外吸附空间内的负压。

具体地，本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜包括荧光收集装置56、抽气装置52、扫描采集控制器531、飞秒脉冲激光器541、光纤耦合模块542以及定位式吸附显微镜探测装置51，从而形成可以吸附在人体皮肤或深入人体肠胃进行探测的三维非线性激光扫描显微镜，其中，飞秒脉冲激光器541可以发射脉冲激光信号用于激发人体皮肤细胞中的自发荧光物质，产生多光子荧光信号和二次谐波信号，包括使用920nm的飞秒脉冲激光器541激发细胞内的fad和胶原蛋白，激发500-600nm的荧光信号和460nm的二次谐波信号，以及通过780nm的飞秒脉冲激光器541激发细胞内的fad或nadh等自发荧光物质，来产生相应的荧光信号和二次谐波信号；

其中，荧光收集装置56集成了两路信号收集光路，分别为荧光信号收集光路和二次谐波信号收集光路，来实现荧光信号和二次谐波信号的分别收集；扫描采集控制器531控制微型显微镜探头中的扫描振镜对脉冲激光信号进行扫描并激发自发荧光物质产生荧光信号和二次谐波信号，以及采集荧光收集装置56转换荧光信号和二次谐波信号得到的第一电信号和第二电信号；抽气装置52主要包括抽气泵，与抽气管路相连，抽气管路与上述实施例中的抽气口相连，抽气管路中设置抽气阀，抽气阀与抽气装置52电连接，抽气装置52通过调整抽气阀的开关以及开闭的大小，控制抽气管路的抽气流量，从而实现对外吸附空间的抽气控制，进而调整外吸附空间内的负压，使得吸附装置通过大气压的作用，吸附在生命体皮肤、肠胃等组织上，且该吸附式三维非线性激光扫描显微镜根据分类可包括双光子扫描显微镜以及多光子扫描显微镜等，其中，当飞秒脉冲激光器在可以被普通连续光激光器替代的情况下，增加小孔光阑，也可调整该吸附式三维非线性激光扫描显微镜为共聚焦显微镜。其中，该吸附式三维非线性激光扫描显微镜的分辨率可设置为800nm，成像视野可为200微米*200微米，成像速度可为26帧(256*256像素)或13帧(512*512像素)。

本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜采用荧光收集装置、抽气装置、扫描采集控制器、飞秒脉冲激光器、光纤耦合模块以及定位式吸附显微镜探测装置，从而形成可以吸附在人体皮肤或深入人体肠胃进行探测的三维非线性激光扫描显微镜，通过调整微型显微镜探头与盖玻片的距离进行调整焦距，实现激光扫描显微镜的三维扫描，通过飞秒脉冲激光器激发细胞内自发荧光物质获得多光子荧光信号和二次谐波信号，实现激光扫描显微镜非线性，通过荧光收集装置收集荧光信号和二次谐波信号，并转换为相对应的电信号，进而通过该电信号获得相应的反映细胞组织结构的荧光图像等，其中，定位式吸附显微镜探测装置的采用可以避免生命体活动对微型显微镜探头产生振动影响，从而避免振动影响到成像质量，且上述激光扫描显微镜可实现多种成像模式包括xy成像、xz成像以及3d成像，其中xy成像为在细胞结构一定深度某一层面上进行横向扫描成像，xz成像为从表层往下一定深度的xz断面成像，3d成像为从表层往下一定深度，每个深度上都进行xy成像，重构成3d图像，设备操作简单、使用方便。

在上述各实施例的基础上，图7为本发明实施例提供的荧光收集装置结构示意图，如图7所示，本发明实施例提供的荧光收集装置包括光纤通用接口881、第一光电倍增管882、第二光电倍增管883以及位于光纤通用接口881和第一光电倍增管882之间的第一收集光路、位于光纤通用接口881和第二光电倍增管883之间的第二收集光路，其中：

第一收集光路依次包括耦合收集透镜81、红外滤光片82、第一二向色镜83、第一滤光片84以及第一收集透镜85，其中，第一收集光路用于收集荧光收集装置接收到的荧光信号，第一光电倍增管882用于转换荧光信号为第一电信号；

第二收集光路依次包括耦合收集透镜81、红外滤光片82、第一二向色镜83、第二二向色镜86、第二滤光片87以及第二收集透镜88，其中，第二收集光路用于收集荧光收集装置接收到的二次谐波信号，第二光电倍增管883用于转换二次谐波信号为第二电信号。即本发明实施例提供的荧光收集装置具有双路信号收集功能，集成了两路光路，其中，第一收集光路中的第一二向色镜83为透射荧光信号，反射二次谐波的二向色镜，第二二向色镜86和第一二向色镜83为同样的二向色镜，用于反射二次谐波，第一滤光片84用于透射荧光信号，滤除其余干扰信号，第二滤光片87用于透射相应的二次谐波信号滤除其余干扰信号，例如，在使用880nm飞秒光纤激光器激发人体表面皮肤细胞内的自发荧光物质时，可得到390nm的二次谐波信号和450-600nm的双光子自发荧光信号，通过420nm以上波长通过，420以下波长反射的二向色镜即第一二向色镜83可以分离两路荧光，分别使用390±20nm的第一滤光片84和450-600nm的第二滤光片87可以得到干净的二次谐波信号和荧光信号。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜，还包括工控机，如图6所示，工控机532与扫描采集控制器531电连接，其中：

工控机532用于获取扫描采集控制器531采集到的第一电信号和第二电信号，并基于第一电信号生成第一荧光图像以及基于第二电信号生成第二荧光图像。即本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜还包括与扫描采集控制器531电连接的工控机532，该工控机532基于第一电信号生成第一荧光图像以及基于第二电信号生成第二荧光图像，可分别用于显示细胞结构和纤维结构信息，其中工控机上安装有控制软件，通过控制软件，向扫描器发送控制指令，以控制扫描采集控制器，来获取上述第一电信号和第二电信号。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜，还包括显示器，如图6所示，显示器55与工控机532电连接，用于显示第一荧光图像和第二荧光图像。即本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜还包括用于显示第一荧光图像和第二荧光图像的显示器55，通过显示器55，工作人员可以直接获取第一荧光图像和第二荧光图像的相关信息。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜中的定位式吸附显微镜探测装置为多个。即本发明实施例提供的荧光收集装置和光纤耦合模块可同时与多个定位式吸附显微镜探测装置光纤通信连接，即在一个吸附式三维非线性激光扫描显微镜系统中集成多个探测装置，以实现对生命体不同组织部位的同时探测，从而进行对比分析。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜，还包括调节光纤，用于荧光收集装置和光纤耦合模块分别与定位式吸附显微镜探测装置之间的光纤传输连接，其中：

调节光纤的长度可调节。即本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜中的荧光收集装置和光纤耦合模块分别通过长度可调的调节光纤与定位式吸附显微镜探测装置进行光纤传输连接，以实现根据不同实验场景需要，进行灵活移动探测装置，避免有限光纤长度的限制，其中，调节光纤的长度可调节，为通过更换不同长度的光纤，实现各种场合的应用，即可根据需要随时进行不同长度的光纤更换。

为了更加清楚的说明本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜的应用场景，现以图例做进一步说明，图8为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜探测人体脸部皮肤组织示意图，如同8所示，通过抽气装置52的抽气功能，将定位式吸附显微镜探测装置51吸附在人体脸部，其中，第一装置53中集成了扫描采集控制器和工控机，工控机与显示器55电连接，第二装置54集成了飞秒脉冲激光器、光纤耦合模块和荧光收集装置，光纤耦合模块和荧光收集装置均与定位式吸附显微镜探测装置51光纤传输连接，其中，该吸附式三维非线性激光扫描显微镜工作原理与上述各实施例相同，此处不再赘述。

其中，图9为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜探测人体胸部皮肤组织示意图，如同9所示，通过抽气装置52的抽气功能，将定位式吸附显微镜探测装置51吸附在人体胸部，其中，第一装置53中集成了扫描采集控制器和工控机，工控机与显示器55电连接，第二装置54集成了飞秒脉冲激光器、光纤耦合模块和荧光收集装置，光纤耦合模块和荧光收集装置均与定位式吸附显微镜探测装置51光纤传输连接，其中，该吸附式三维非线性激光扫描显微镜工作原理与上述各实施例相同，此处不再赘述。

其中，图10为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜多个探测装置同时探测人体皮肤组织示意图，如同10所示，通过抽气装置52的抽气功能，将多个定位式吸附显微镜探测装置51分别同时吸附在人体脸部、胸部和腿部，其中，第一装置53中集成了扫描采集控制器和工控机，工控机与显示器55电连接，第二装置54集成了飞秒脉冲激光器、光纤耦合模块和荧光收集装置，光纤耦合模块和荧光收集装置均与定位式吸附显微镜探测装置51光纤传输连接，从而，实现在多个定位式吸附显微镜探测装置的作用下，同时探测人体不同部位皮肤组织结构，操作简单、使用方便，且由于定位式吸附显微镜探测装置与第二装置之间采用光纤传输连接，其光纤长度可进行调节，使得待测人体可以自由活动。其中，该吸附式三维非线性激光扫描显微镜工作原理与上述各实施例相同，此处不再赘述。图11为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜探测动物皮肤组织示意图，如图11所示，同样可以通过抽气装置52的抽气功能，将定位式吸附显微镜探测装置51吸附在生命体的皮肤组织上，其中，第一装置53中集成了扫描采集控制器和工控机，工控机与显示器55电连接，第二装置54集成了飞秒脉冲激光器、光纤耦合模块和荧光收集装置，光纤耦合模块和荧光收集装置均与定位式吸附显微镜探测装置51光纤传输连接，其工作原理与上述各实施例相同。

对于上述各实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜，本发明实施例还提供了另外一种具体实施方式，图12为本发明实施例提供吸附式三维非线性激光扫描显微镜的箱式组合结构示意图，如图12所示，该吸附式三维非线性激光扫描显微镜的扫描采集控制器531、工控机532、抽气装置52、荧光收集装置56以及飞秒脉冲激光器和光纤耦合集成在一起的集成模块540，一起集成在便携式手提箱中，箱内有带显示屏的工控机，且手提箱的箱盖上集成了显示器55；定位式吸附显微镜探测装置51吸附在待测人体的皮肤组织上，与箱体内的光纤耦合和荧光收集装置56光纤通信连接，与抽气泵通过抽气管路连接，电源插头与扫描采集控制器531和工控机532电连接。其中图13为本发明实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜的箱式组合结构的封箱结构示意图，如图13所示，集成在箱盖上显示器55与安装有各个模块的箱体集成在一起，方便整个设备移动，以及更换工作场所，且该显示器55在使用时，可以外放置在箱体上，以方便工作人员获取显示器上的信息。当使用完该吸附式三维非线性激光扫描显微镜后，工作人员可手提设备箱，便捷更换工作场所，尤其在医院、实验室或户外场所，使用该设备会更加便捷。

需要进一步说明的是，上述各实施例提供的吸附式三维非线性激光扫描显微镜，在改变飞秒脉冲激光器的波长和调整各滤光片的滤光范围后，在部分荧光和非shg(secondharmonicgeneration，二次谐波生成)信号活性的组织上，可采集到cars信号，从而调整为吸附式微型cars显微镜，具体调整参数可根据具体需要进行设置。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。