本發(fā)明基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置屬于遠場光學(xué)顯微照明領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著顯微技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)顯微技術(shù)得到了一系列的進步。其中，遠場光學(xué)顯微鏡以其實時無掃描快速成像的獨特技術(shù)優(yōu)勢，成為顯微領(lǐng)域的重要分支。而實時無掃描快速成像，需要配合照明技術(shù)，可見，照明技術(shù)的發(fā)展，直接決定了遠場光學(xué)顯微鏡的發(fā)展。

環(huán)形光束照明作為一種特殊的光學(xué)照明手段，能夠提高遠場光學(xué)顯微鏡的橫向分辨力，因此在遠場光學(xué)顯微鏡領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。申請?zhí)枮?01320141668.9的發(fā)明專利《基于錐形元件的環(huán)形光束產(chǎn)生裝置》，同樣公開了一種環(huán)形光束照明裝置，該裝置的能量利用率高，但是照射角度和強度都無法調(diào)節(jié)，限制了其適用范圍；而申請?zhí)枮?01410116524.7的發(fā)明專利《環(huán)形光束產(chǎn)生裝置》公開了一種環(huán)形光束照明裝置，能夠得到內(nèi)半徑可變化無像差的均勻環(huán)形光束，但該裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；同時，以上兩項發(fā)明均采用了透鏡結(jié)構(gòu)，而透鏡的像差無法克服，因此也降低了照明的質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對遠場光學(xué)顯微鏡照明技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明設(shè)計了一種基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，在提供環(huán)形光束照明的基礎(chǔ)上，以非常簡單的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對照明角度和強度的同步調(diào)節(jié)，而采用橢球面反射鏡、摒棄透鏡的獨特設(shè)計，又從原理上解決了像差問題，大幅提高照明質(zhì)量。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，包括同軸設(shè)置的圓柱套筒、固定盤、物鏡、針孔、環(huán)形光闌和橢球面反射鏡；所述物鏡由安裝在圓柱套筒內(nèi)的固定盤固定；所述針孔同時位于物鏡的焦點位置和橢球面反射鏡的遠焦點位置；所述環(huán)形光闌能夠沿軸向移動；所述橢球面反射鏡的近焦點在橢球面反射鏡的外端面上，且橢球面反射鏡的外端面與圓柱套筒的端面重合；光束平行照射到物鏡上，匯聚到針孔，從橢球面反射鏡的遠焦點出射，經(jīng)過橢球面反射鏡反射后，匯聚到橢球面反射鏡的近焦點，形成照明光束；環(huán)形光闌沿軸向移動，調(diào)整照明光束的強度和角度。

上述基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，所述環(huán)形光闌包括外圈，內(nèi)圈，以及連接外圈和內(nèi)圈的多個鐵絲，所述鐵絲在圓周方向均勻分布；所述外圈與圓柱套筒間隙配合，在外圈外圍設(shè)置有螺紋孔，在圓柱套筒上設(shè)置有槽，螺栓穿過設(shè)置在圓柱套筒上的槽，旋擰在外圈的螺紋孔中，實現(xiàn)對環(huán)形光闌軸向位置的固定。

有益效果：

第一、在本發(fā)明中，用物鏡和針孔形成點光源，并在點光源后方，僅采用環(huán)形光闌和橢球面反射鏡即可實現(xiàn)環(huán)形光束照明，因此具有結(jié)構(gòu)簡單的技術(shù)優(yōu)勢；

第二、在本發(fā)明中，僅通過沿軸向移動環(huán)形光闌的方式，即可實現(xiàn)照明角度和強度的同步調(diào)節(jié)，同樣具有結(jié)構(gòu)簡單的技術(shù)優(yōu)勢，同時，增加了其適用范圍；

第三、在本發(fā)明中，點光源后方光路采用橢球面反射鏡進行匯聚，而沒有采用任何透鏡，因此從原理上解決了像差問題，大幅提高照明質(zhì)量；

第四、在本發(fā)明中，充分利用橢球面反射鏡雙焦點共軛性質(zhì)，即利用從遠焦點入射的光束還能從遠焦點出射的性質(zhì)，同透鏡結(jié)構(gòu)或平面反射鏡或球面反射鏡相比，實現(xiàn)了大角度照明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是環(huán)形光闌的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1圓柱套筒、2固定盤、3物鏡、4針孔、5圓形光闌、51外圈、52內(nèi)圈、53鐵絲、54螺栓、6橢球面反射鏡。

具體實施例

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例做進一步詳細說明。

具體實施例一

本實施例基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；該實施例的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置包括同軸設(shè)置的圓柱套筒1、固定盤2、物鏡3、針孔4、環(huán)形光闌5和橢球面反射鏡6；所述物鏡3由安裝在圓柱套筒1內(nèi)的固定盤2固定；所述針孔4同時位于物鏡3的焦點位置和橢球面反射鏡6的遠焦點位置；所述環(huán)形光闌5能夠沿軸向移動；所述橢球面反射鏡6的近焦點在橢球面反射鏡6的外端面上，且橢球面反射鏡6的外端面與圓柱套筒1的端面重合；光束平行照射到物鏡3上，匯聚到針孔4，從橢球面反射鏡6的遠焦點出射，經(jīng)過橢球面反射鏡6反射后，匯聚到橢球面反射鏡6的近焦點，形成照明光束；環(huán)形光闌5沿軸向移動，調(diào)整照明光束的強度和角度。

具體實施例二

本實施例基于橢球面反射鏡的變孔徑環(huán)形光束產(chǎn)生裝置，在具體實施例一的基礎(chǔ)上，進一步限定環(huán)形光闌5的具體結(jié)構(gòu)，如圖2所示。所述環(huán)形光闌5包括外圈51，內(nèi)圈52，以及連接外圈51和內(nèi)圈52的多個鐵絲53，所述鐵絲53在圓周方向均勻分布；所述外圈51與圓柱套筒1間隙配合，在外圈51外圍設(shè)置有螺紋孔，在圓柱套筒1上設(shè)置有槽，螺栓54穿過設(shè)置在圓柱套筒1上的槽，旋擰在外圈51的螺紋孔中，實現(xiàn)對環(huán)形光闌5軸向位置的固定。

在本實施例中，鐵絲53的數(shù)量為4，在圓周方向均勻分布，是為了確保圓周方向照明均勻。