一种微型成像显微镜的制作方法

本实用新型涉及光学成像技术领域，具体涉及了一种微型成像显微镜。

背景技术：

微型显微物镜在内窥镜以及其他微型显微成像设备中扮演极为重要的角色。特别是对于荧光显微成像来说，采用中低数值孔径(numericalaperture，na<0.6)微型显微物镜的单光子激发荧光成像已被用于消化道自发荧光成像(autofluorescenceimaging，afi)和激光共聚焦(confocal)内窥成像中。对于此类微型显微物镜，因涉及到与商业内窥镜结合以达到内窥成像的目的，而要满足内窥成像，则必须设置镜筒透镜和扫描透镜才能实现所需要的功能，然而镜筒透镜和扫描透镜其结构复杂，使得微型显微镜的体积过大且重量也较重，不利于微型显微镜的使用。

技术实现要素：

本实用新型意在提供一种微型成像显微镜，以解决现有技术中显微镜结构复杂、体积大的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案如下：

一种微型成像显微镜，包括外壳，外壳内设有镜头，镜头包括物镜和聚焦透镜，物镜和聚焦透镜之间的光路上设有二向色镜扫描器，二向色镜扫描器位于物镜的后焦平面上，聚焦透镜的光路后方设有用于接收聚焦透镜光学信号的光电检测器；还包括连接在外壳上激光发射器，二向色镜扫描器用于将激光发射器产生的激光反射至物镜上；二向色镜扫描器用于将经过物镜的非线性光学信号透射至光路后方的聚焦透镜上。

技术原理：采用本方案时，激光发射器发射出的激光被二向色镜扫描器反射到物镜上，物镜将来自二向色镜扫描器的激光汇聚到被测物上，以激发被测物产生非线性光学信号，被激发而产生的非线性光学信号依次经过物镜、二向色镜扫描器、聚焦透镜最终到达光电检测器上，完成图像的采集。

相比于现有技术的有益效果：

本方案在物镜和聚焦透镜之间插入二向色镜扫描器，使得对激光的反射和对非线性光学信号的透射都在二向色镜扫描器中进行，不需要采用现有技术中的镜筒透镜和扫描透镜来达到图像数据采集功能，因而本方案的结构相对简单、尺寸小且重量轻，二向色镜扫描器配合物镜和聚焦透镜的使用后，能够同时兼顾显微镜观测的大视野和显微镜尺寸的小体积，有利于微型显微镜的使用。

进一步，所述二向色镜扫描器包括二向色镜片和不影响非线性光学信号透射的驱动器，二向色镜片与驱动器连接，驱动器能够驱使二向色镜片沿光路的垂直方向转动。

有益效果：本方案中二向色镜片即起到了现有技术中的二向色镜的作用，达到了对激光进行反射而非线性光学信号能够透射的功能；驱动器不会影响到非线性光学信号的透射，而且还能通过驱动器实现二向色镜片的转动，二向色镜转动过程中使得激光汇聚到被测物上的位置发生变化，进而使得被测物的不同位置被激发而产生非线性光学信号，使得光电检测器检测到的被测物的图像数据更加全面。

进一步，所述物镜的数量至少为一个；便于针对不同的被测物来调节焦距。

进一步，所述聚焦透镜的数量至少为一个；便于焦距的调节，以使得光电检测器接收到的图像清晰。

进一步，所述二向色镜片的材质为熔融石英；采用熔融石英材质，使其表面容易清理干净。

进一步，所述物镜的材质为光学玻璃或高分子聚合物。

进一步，所述聚焦透镜的材质为光学玻璃或高分子聚合物。

光学玻璃或高分子聚合物制成的物镜或聚焦透镜，材质轻、重量小，有利于减小显微镜的重量，更适合于对被测物进行图像数据采集。

进一步，所述物镜采用模压加工工艺制成。

进一步，所述聚焦透镜采用模压加工工艺制成。

模压加工相对于传统的加工方式，直接压制成型，不需要像传统技术一样经过粗磨、精磨和抛光等工序，能够保证加工出来的产品的尺寸精度、面形精度以及表面粗糙度均更高。

进一步，所述物镜的数值孔径为0.5毫米至1.2毫米之间任一数值；该范围下物镜的分辨率更好，从而使成像效果更佳。

附图说明

图1为本实用新型实施例的光学结构示意图；

图2为本实用新型实施例中二向色镜扫描器的立体结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一物镜镜片1、第二物镜镜片2、第一聚焦透镜镜片3、第二聚焦透镜镜片4、二向色镜扫描器5、二向色镜片6、驱动器7。

实施例基本如附图1所示：

一种微型成像显微镜，包括外壳，外壳内安装有镜头，镜头包括激光发射器和沿着光路依次排列的物镜、二向色镜扫描器5、聚焦透镜和光电检测器，激光发射器采用光纤激光发射器，物镜与聚焦透镜分离设置，二向色镜扫描器5位于物镜的后焦平面上。

二向色镜扫描器5用于将激光发射器产生的激光反射至物镜上；二向色镜扫描器5用于将经过物镜的非线性光学信号透射至光路后方的聚焦透镜上。

二向色镜扫描器5包括二向色镜片6和不影响非线性光学信号透射的驱动器7，驱动器7为环形的驱动器7，二向色镜片6与驱动器7固定连接，驱动器7能够驱使二向色镜片6沿光路的垂直方向转动；二向色镜片6位于物镜的后焦平面上(后焦平面的位置根据激光发射器发出激光的波长得出，属于现有技术，在此不做说明)，二向色镜片6反射激光并透射非线性光学信号。

二向色镜片6呈圆形，其直径为0.8毫米，厚度为0.145毫米，其材质选用熔融石英。驱动器7选用微机电驱动器7。

物镜和聚焦透镜均采用模压加工工艺制成，物镜和聚焦透镜均选用光学玻璃或高分子聚合物材质制成；物镜的数值孔径为0.815毫米，长度为1毫米；聚焦物镜的数值孔径为0.4毫米，长度为2.227毫米；

物镜包括第一物镜镜片1和第二物镜镜片2，第一物镜镜片1具有相对物侧的表面s11和相对像侧的表面s12，第二物镜镜片2具有相对物侧的表面s21和相对像侧的表面s22；聚焦透镜包括第一聚焦透镜镜片3和第二聚焦透镜镜片4，第一聚焦透镜镜片3具有相对物侧的表面s31和相对像侧的表面s32，第二聚焦透镜镜片4具有相对物侧的表面s41和相对像侧的表面s42。

其中，物镜需要满足下方表1中所列的条件；聚焦透镜需要满足下方表2中所列条件。

表1

表2

具体实施过程如下：

激光发射器发射出的激光被二向色镜片6反射到物镜上，物镜将来自二向色镜片6的激光汇聚到被测物上(被测物位于图1中第一物镜镜片1的左侧)以激发被测物产生非线性光学信号，被激发而产生的非线性光学信号依次经过物镜、二向色镜扫描器5、聚焦透镜最终到达光电检测器上，完成图像的采集。

在图像采集的过程中，驱动器7驱动二向色镜片6沿垂直于光路的方向转动，二向色镜转动过程中使得激光汇聚到被测物上的位置发生变化，进而使得被测物的不同位置被激发而产生非线性光学信号，使得光电检测器检测到的被测物的图像数据更加全面。

本实施例在物镜和聚焦透镜之间插入二向色镜扫描器5，使得对激光的反射和对非线性光学信号的透射都在二向色镜片6中进行，不需要采用现有技术中的镜筒透镜和扫描透镜来达图像数据采集功能，因而本方案的结构相对更加简单、尺寸小且重量轻，二向色镜扫描器5配合物镜和聚焦透镜的使用后，能够同时兼顾显微镜观测的大视野和显微镜尺寸的小体积，有利于微型显微镜的使用。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。