发射源（705)的光是发散 的。
54. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中来自所述发射源（705)的光为具有 主要为圆形横截面的光束。
55. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中来自所述发射源（705)的光为强度 分布主要为高斯分布的光束。
56. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中来自所述发射源（705)的光是光纤 耦合的。
57. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中来自所述发射源（705)的光被光纤 耦合到单模光纤中。
58. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)是可变 形反射镜。
59. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)是液晶 空间光调制器。
60. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)是液晶 设备。
61. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)是具有 连续面板的可变形反射镜。
62. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)是分段 的可变形反射镜。
63. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)是空间 光调制器。
64. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件的数量是两 个或更多个，以及自适应光学元件（715)的组合用于增加波前校正，强度校正，或波前校正 和强度校正两者的范围。
65. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件的数量是两 个或更多个，所述两个或更多个自适应光学元件（715)具有不同的校正范围，致动器或像 素排列，致动器或像素间距，或时间响应来获得优于单独使用任何一个自适应光学元件的 校正。
66. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)补偿在 所述样本中的像差。
67. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)补偿在 所述自适应光学扫描系统内的残余像差。
68. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)补偿来 自样本保持器的像差。
69. 如权利要求65所述的自适应光学扫描系统，其中两个或更多个自适应光学元件 (715)用于低频-高频配置中。
70. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)的至少一 个轴是旋转的。
71. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)的至少一 个轴是平移的。
72. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)使用旋转 和平移轴的组合或自由度。
73. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)包含至少 一个振镜驱动的反射镜。
74. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)包含四个 振镜驱动的反射镜。
75. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)包含至少 一个快速转向反射镜（FSM)。
76. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)包含两个 快速转向反射镜，其中每个快速转向反射镜具有两个旋转轴。
77. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)包含至少 一个转向反射镜，声光偏转器，旋转多面体、电光光束偏转器、电光棱镜、热光棱镜、衍射阵 列。
78. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)被共轭 到所述系统的光瞳平面。
79. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学元件（715)被共轭 到所述系统光瞳平面的外部平面以改善自适应光学校正。
80. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)利用引起 所述光束跟踪在所述样本（710)上的光栅扫描图案的轨迹来扫描所述反射镜。
81. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)将光引导 到所述自适应光学元件，使得主要地保持所述光束的中心与所述自适应光学元件（715)的 中心的对准，同时在光束转向操作期间，改变相对于所述自适应光学元件（715)的光束角 度。
82. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)从自适应 光学元件（715)中接收光并引导所述光，使得主要地保持所述光束的中心与在所述成像系 统中的期望光瞳平面的中心的对准，同时在光束转向操作期间，改变相对于所述期望光瞳 平面的光束角度。
83. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中两个或更多个光束投影模块（720) 用于级联多个自适应光学元件（715)，每个光束投影模块（720)利用四个或更多个运动轴 进行操作。
84. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述样本传送光学器件（730)利用 数值孔径（NA)以收敛光束将所述光引向所述样本，以在所述样本（710)中获得所期望的分 辨率。
85. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述样本传送光学器件（730)包含 显微镜物镜。
86. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述样本传送光学器件（730)利用 枢轴点以主要校准的光束将所述光引向所述样本（710)，所述枢轴点位于在所述样本内的 光瞳平面上或在光瞳平面附近，使得所述样本（710)的光学性能聚焦于所期望成像平面上 的光。
87. 如权利要求86所述的自适应光学扫描系统，其中所述主要校准的光束被引导入眼 睛（170)，所述光束的枢轴点位于眼睛的光瞳上或在眼睛光瞳附近，使得光的焦点位于眼睛 (170)的视网膜（245)上或在其附近。
88. 如权利要求6所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)是用于执行光谱 /傅立叶域OCT的行扫描相机。
89. 如权利要求6所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)包括实现失衡 检测的高速光电二极管或实现均衡检测的两个光电二极管以用于执行扫频源/傅立叶域 OCT0
90. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)包括光电倍增管 (PMT)或雪崩光电二极管。
91. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)包括用于执行双 光子、多光子或二次谐波成像的光电倍增管（PMT)或雪崩光电二极管。
92. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)包括用于执行共 焦成像的光电倍增管（PMT)，光电二极管或雪崩光电二极管。
93. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)是用于将来自所 述样本（710)的光的光谱含量进行分解的光谱仪。
94. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述检测器（735)测量来自所述样 本（710)的光强度。
95. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)位于在所 述系统中的所述自适应光学元件（715)之前。
96. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中在所述系统中的所述自适应光学 元件（715)位于所述光束投影模块（720)之前。
97. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述系统包含用于调节所述样本 (710)中焦点的装置。
98. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述系统包括通过将显微镜物镜， 扫描透镜或物镜变换为所述样本传送光学器件（730)的部件来调节所述焦点的装置。
99. 如权利要求98所述的自适应光学扫描系统，其中改变所述控制器（725)的运动轨 迹，以适应焦点的变化，同时保持所述光束和所述样本传送光学器件（730)光瞳的适当对 准。
100. 如权利要求99所述的自适应光学扫描系统，其中移动在所述样本传送光学器 件（730)内的光学元件，以适应焦点的变化，同时保持所述光束和所述样本传送光学器件 (730)光瞳的适当对准。
101. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中利用所述自适应光学器件（715) 产生散焦模式，以实现在所述样本（710)内的焦点位置控制。
102. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述系统包括波前传感器，所述 波前传感器用于测量在来自所述样本（710)的光或在所述样本（710)中的点源的光中的像 差。
103. 如权利要求102所述的自适应光学扫描系统，其中所述系统利用所述波前传感器 而获得的像差的信息来确定适当的自适应光学校正。
104. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述系统通过使用无波前传感器 的自适应光学的优化方法确定适当的自适应光学校正。
105. 如权利要求104所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学优化方法产生 一系列自适应光学形状，将所述形状应用到所述成像系统中，通过计算基于来自所述检测 器（735)的光的测量值的度量来评估所述形状的影响，并更新所述自适应光学元件（715)， 以改善图像或信号质量。
106. 如权利要求105所述的自适应光学扫描系统，其中所述自适应光学器件的形状轮 廓主要是正交的，以改善优化算法的收敛速度。
107. 如权利要求105所述的自适应光学扫描系统，其中产生所述自适应光学形状的轮 廓，以避免包括活塞，尖端和倾斜模式的部分。
108. 如权利要求105所述的自适应光学扫描系统，其中产生所述自适应光学形状的轮 廓，以避免包括散焦模式的部分。
109. 如权利要求105所述的自适应光学扫描系统，其中在所述样本中第一位置或多个 位置的适当的自适应光学校正信息用于评估在所述样本（710)中新位置的适当的自适应 光学校正的情况。
110. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中多个光束通过所述系统来执行平 行光斑成像。
111. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中所述光束投影模块（720)包括机 械扫描的反射镜、由电机驱动的机械扫描反射镜、由步进电机驱动的机械扫描反射镜、由振 镜驱动的机械扫描反射镜、MEMS反射镜、声光调制器或液晶设备。
112. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中一个或多个位置传感或角度传感 检测器被用来确定来自所述发射源的入射光束与所述光束投影模块对准的精度，和通过调 整所述活动轴的扫描轨迹来确定关于所述光束对准以校正非对准所使用的信息。
113. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，进一步包括用于利用分束器来监控所 述光束位置以测量光束对准质量的2D检测器，所述2D检测器为CCD阵列，CMOS阵列，位置 传感二极管（PSD)，象限检测器或其他在二维中检测光束位置的装置。
114. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，进一步包括物镜，其中不同的物镜可 以通过调整在所述光束投影模块中的所述扫描轨迹，通过调整或改变在所述样本传送光学 器件中光学元件或者调整在所述光束投影模块中的所述扫描轨迹和在所述样本传送光学 器件中的光学元件两者来适应不同光瞳位置。
115. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，进一步包括物镜，其中通过使用在恰 当位置的物镜执行校准，来获悉所述物镜的光瞳位置。
116. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，进一步包括在所述样本传送光学器件 中的物镜，其中在所述样本传送光学器件（730)中的元件是可改变的或可调节的，以适应 不同的物镜光瞳直径，不同的物镜光瞳位置或不同的物镜光瞳直径和不同的物镜光瞳位置 两者。
117. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，其中在所述样本传送光学器件（730) 中使用变焦扩束器来适应不同的光瞳尺寸。
118. 如权利要求1所述的自适应光学扫描系统，进一步包括色散补偿单元，其中所述 色散补偿单元用于补偿系统中的色散。
119. 一种模块化自适应光学单元，包含： 一个或多个入射口（3890)，所述入射口允许一个或多个光束进入所述模块化自适应光 学单元； 一个或多个输出口（3895)，所述输出口沿着一个或多个光束路径进行定位，所述光束 可在所述光束路径上传输或终止； 一个或多个自适应光学元件，所述自适应光学元件影响所述光束的所述波前，影响所 述强度或影响波前和强度两者； 一组光束转向元件，所述光束转向元件创建4个或更多个运动轴，所述运动轴影响所 述光的角度，或所述光的横断位置，所述光的传播路径，来优选地大约在所述光束枢轴转动 时创建至少一个有效旋转点； 以及用于控制所述光束转向元件的轨迹以沿着优先路径引导光束的装置。
120. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的入射口 (3890)包含光学窗。
121. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的入射口 (3890)包含滤光器。
122. 如权利要求121所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的滤光器为 带通滤波器。
123. 如权利要求121所述的模块化自适应光学单元，，其中一个或多个所述的滤光器 为陷波滤波器。
124. 如权利要求121所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的滤光器为 长通滤波器。
125. 如权利要求121所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的滤光器为 短通滤波器。
126. 如权利要求120所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的光学窗是 可去除的。
127. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述自适应光学元件是可变 形反射镜。
128. 如权利要求127所述的模块化自适应光学单元，其中所述的可变形的反射镜包含 连续的面板。
129. 如权利要求127所述的模块化自适应光学单元，其中所述的可变形的反射镜包含 分段的面板。
130. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述自适应光学元件是空间 光调制器。
131. 如权利要求130所述的模块化自适应光学单元，其中所述的空间光调制器为液晶 设备。
132. 如权利要求130所述的模块化自适应光学单元，其中所述空间光调制器为分段的 可变形反射镜。
133. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述自适应光学元件补偿在 朝向至少一个输出口（3895)发送和通过至少一个输出口（3895)之后，通过光学介质或光 学元件传播的所述光束引起的波前像差或强度变化或波前像差和强度变化，所述光学介质 或光学元件包括气体，液体，光学窗，玻璃元件，组织，滤波器，透镜，反射镜，衍射光学元件， 有源或无源的晶体。
134. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中使用具有不同设计的两个或 更多个自适应光学元件，使得所述两个或更多个自适应光学元件具有不同的校正范围，或 致动器排列，或间距，或时间响应，或者这些参数的任意组合来实现优于单独使用一个自适 应光学元件的校正。
135. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述的运动轴包含至少一个 旋转轴。
136. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述的运动轴包含至少一个 平移轴。
137. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述的运动轴包含旋转轴和 平移轴的组合。
138. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件包含至少 一个振镜驱动的反射镜。
139. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件包含四个 振镜驱动的反射镜。
140. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件包含至少 一个快速转向反射镜，其中所述快速转向反射镜具有两个旋转轴。
141. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件包含两个 快速转向反射镜，其中所述两个快速转向反射镜具有两个旋转轴。
142. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件包含至少 一个谐振扫描反射镜。
143. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件包括各自 或如下的任意组合：转向反射镜，声光偏转器，旋转多面体、电光光束偏转器、电光棱镜、热 光棱镜、衍射阵列。
144. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中用于控制所述轴移动轨迹的 装置改变所述光束路径，使得其跟踪在至少一个输出口或者在通过至少一个输出口接收所 述光束的光学系统的限定的平面上的光栅扫描图案。
145. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件将光束引 导到所述自适应光学元件，使得所述光束的中心与所述自适应光学元件的中心主要保持对 准，同时相对于所述自适应光学元件的光束的入射角由用于控制所述运动轴的轨迹的装置 来改变。
146. 如权利要求119所述的模块化自适应光学单元，其中所述光束转向元件接收来自 所述自适应光学元件的光，并引导所述光束，使得所述光束的明显的旋转中心相对于位于 确定平面中的点保持主要对准，同时光束角由运动轴的轨迹来改变，其中所述确定平面沿 着光束路径位于所述光束转向元件之后。
147.如权利要求121所述的模块化自适应光学单元，其中一个或多个所述的滤光器是 可去除的。
【专利摘要】一种自适应光学扫描系统，使用具有四个或多个运动轴的光束投影模块，其可以对达到自适应光学元件或来自自适应光学元件的光束的位置和角度进行投影和控制。所述自适应光学扫描系统尺寸紧凑，克服了基于传统透镜和反光镜的光瞳转送器设计所带来的挑战。所述自适应光学扫描系统具有很少或几乎没有色散，色差以及离轴像差的改善的光学性能。描述了用于校准和优化所述系统的系统和方法。描述了扫描和对接自适应光学元件的模块化的自适应光学单元。
【IPC分类】G02B26-00
【公开号】CN104769481
【申请号】CN201380051892
【发明人】B·M·波特赛义德, J·J·塔兰托, A·E·凯布尔
【申请人】统雷有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2013年10月11日
【公告号】CA2887052A1, EP2906985A1, US20140104618, WO2014059331A1