本發(fā)明屬于熒光顯微成像領(lǐng)域，具體涉及一種基于柱透鏡聚焦的線掃描受激發(fā)射損耗顯微成像裝置。

背景技術(shù)：
遠(yuǎn)場熒光發(fā)光顯微術(shù)被廣泛用于研究生物樣本，但由于受阿貝衍射極限限制，遠(yuǎn)場光學(xué)顯微成像的極限分辨率橫向大致為200nm，縱向?yàn)?50nm（Science316,1153(2007)）。為進(jìn)一步提高遠(yuǎn)場顯微成像分辨率，大量新穎的超分辨成像技術(shù)被提出，其中受激發(fā)射損耗（StimulatedEmissionDepletion，STED）顯微術(shù)（NATURE440，935（2006））是最近發(fā)展較快的一種超分辨遠(yuǎn)場熒光成像技術(shù)。在STED顯微技術(shù)中，激發(fā)光與中空的環(huán)形消激發(fā)（STED）光同軸重疊照射在被測樣品上，因此只有激發(fā)光中心很小一部分能夠發(fā)射熒光，而激發(fā)光斑邊緣部分的熒光發(fā)射受到環(huán)形STED光的抑制。美國專利（專利號：US5731588）和中國專利（公開號：101907766A）公開了點(diǎn)成像STED顯微技術(shù)，該技術(shù)通過對樣品的逐點(diǎn)掃描成像，數(shù)據(jù)處理后得到樣品的三維超分辨成像，其耗時長且效率低，對于實(shí)時快速研究生命過程極為不利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于柱透鏡聚焦的線掃描受激發(fā)射損耗顯微成像裝置，可實(shí)現(xiàn)對被測樣品的快速掃描顯微成像。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：一種基于柱透鏡聚焦的線掃描受激發(fā)射損耗顯微成像裝置，其特征在于，由第一線偏振激光光源、第一矩形光闌、非連續(xù)波片、第一分光鏡、第二分光 鏡、第一柱透鏡、納米平移臺、第二線偏振激光光源、第二矩形光闌、四分之一波片、第二柱透鏡和線陣CCD探測器組成；第一線偏振激光光源產(chǎn)生的光束經(jīng)第一矩形光闌和非連續(xù)波片后轉(zhuǎn)換成矩形TEM01線偏振光；矩形TEM01線偏振光經(jīng)第一分光鏡反射、第二分光鏡透射，最后由第一柱透鏡線聚焦在固定在納米平移臺上的被測樣品上，作為消激發(fā)光；第二線偏振激光光源產(chǎn)生的光束經(jīng)第二矩形光闌和四分之一波片后轉(zhuǎn)換成矩形圓偏光；矩形圓偏光經(jīng)第二分光鏡反射，接著由第一柱透鏡線聚焦在被測樣品上作為激發(fā)光；被測樣品上激發(fā)的熒光依次經(jīng)過第一柱透鏡、第二分光鏡和第一分光鏡后，最后由第二柱透鏡聚焦收集至線陣CCD探測器上。本發(fā)明的基于柱透鏡聚焦的線掃描受激發(fā)射損耗顯微成像裝置，解決了傳統(tǒng)點(diǎn)掃描STED超分辨顯微成像進(jìn)行三維掃描時效率低、耗時長的問題，可實(shí)現(xiàn)對被測樣品一維線掃描顯微成像；更重要的是可用于對大尺寸生物樣品進(jìn)行高分辨、快速實(shí)時三維成像檢測。附圖說明圖1為本發(fā)明的基于柱透鏡聚焦的線掃描受激發(fā)射損耗顯微成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為非連續(xù)波片結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為矩形TEM01線偏振消激發(fā)光經(jīng)數(shù)值孔徑NA=0.8的消球差柱透鏡聚焦后在焦點(diǎn)附近的光強(qiáng)分布圖；圖4為矩形圓偏振激發(fā)光經(jīng)數(shù)值孔徑NA=0.8的消球差柱透鏡聚焦后在焦點(diǎn)附近的光強(qiáng)分布圖；圖5為矩形TEM01線偏振消激發(fā)光和矩形圓偏振激發(fā)光經(jīng)數(shù)值孔徑NA=0.8的消球差柱透鏡聚焦后在焦點(diǎn)處的光強(qiáng)分布圖；以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)施例給出一種基于柱透鏡聚焦的線掃描受激發(fā)射損耗顯微成像方法和裝置，由第一線偏振激光光源1、第一矩形光闌3、非連續(xù)波片5、第一分光鏡7、第二分光鏡8、第一柱透鏡9、納米平移臺10、第二線偏振激光光源2、第二矩形光闌4、四分之一波片6、第二柱透鏡11和線陣CCD探測器12組成。第一線偏振激光光源1產(chǎn)生的光束經(jīng)第一矩形光闌3和非連續(xù)波片5后轉(zhuǎn)換成矩形TEM01線偏振光；矩形TEM01線偏振光經(jīng)第一分光鏡7反射、第二分光鏡8透射，最后由第一柱透鏡9線聚焦在固定在納米平移臺10上的被測樣品上作為消激發(fā)光；第二線偏振激光光源2產(chǎn)生的光束經(jīng)第二矩形光闌4和四分之一波片6后轉(zhuǎn)換成矩形圓偏光；矩形圓偏光經(jīng)第二分光鏡8反射，接著由第一柱透鏡9線聚焦在被測樣品上作為激發(fā)光；被測樣品上激發(fā)的熒光依次經(jīng)過第一柱透鏡9、第二分光鏡8和第一分光鏡7后，最后由第二柱透鏡11聚焦收集至線陣CCD探測器12上。本實(shí)施例中，第一、二矩形光闌（3、4）分別用于將第一、二線偏振激光光源（1、2）產(chǎn)生的光束轉(zhuǎn)換成光場分布幾乎均勻的矩形平面波。第一線偏振激光光源1產(chǎn)生的光束的偏振方向與x坐標(biāo)軸平行。如圖2所示，非連續(xù)波片5的兩半之間存在特定高度差，以使得光束兩半之間產(chǎn)生π的相對相位差，從而將矩形平面波轉(zhuǎn)換成矩形TEM01線偏振光；且非連續(xù)波片5兩半之間的分界線與x坐標(biāo)軸平行。圖3為矩形TEM01線偏振消激發(fā)光經(jīng)數(shù)值孔徑NA=0.8的消球差柱透鏡聚焦后在焦點(diǎn)附近的光強(qiáng)分布圖，其中心光強(qiáng)為零，光斑邊緣存在兩對稱的強(qiáng)度峰；圖4為矩形圓偏振激發(fā)光經(jīng)數(shù)值孔徑NA=0.8的消球差柱透鏡聚焦后在焦點(diǎn)附 近的光強(qiáng)分布圖，其中心光強(qiáng)最強(qiáng)；圖5為矩形TEM01線偏振消激發(fā)光和矩形圓偏振激發(fā)光經(jīng)數(shù)值孔徑NA=0.8的消球差柱透鏡聚焦后在焦點(diǎn)處的光強(qiáng)分布圖，線聚焦消激發(fā)光和激發(fā)光同軸匯合在被測樣品上，調(diào)整線聚焦消激發(fā)光工作功率可抑制線聚焦激發(fā)光斑兩邊的熒光發(fā)射，使得被測樣品上僅極細(xì)的中心線發(fā)射出熒光。納米平移臺10用于固定被測樣品，對樣品進(jìn)行三維熒光發(fā)射掃描，數(shù)據(jù)處理后即可得到樣品的顯微成像。第一分光鏡7為平平鏡，鍍有對消激發(fā)光的高反膜和對產(chǎn)生熒光的高透膜；第二分光鏡8也為平平鏡，鍍有對激發(fā)光的高反膜和對消激發(fā)光及產(chǎn)生熒光的高透膜。第一、二柱透鏡（9、11）為消球差高數(shù)值孔徑柱透鏡，且其母線均與x坐標(biāo)軸平行。