1.一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:包括沿光路依次設(shè)置的光源模塊、可編碼結(jié)構(gòu)光模塊、顯微成像模塊、樣本控制模塊、信號收集模塊,所述信號收集模塊將分別采集的熒光信號和拉曼信號傳輸至控制與計(jì)算模塊,經(jīng)處理后得到二維或三維圖像;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述光源模塊為不同波長的激光器、連續(xù)波激光器或多波長led光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述可編碼結(jié)構(gòu)光模塊通過數(shù)字微鏡器件、空間光調(diào)制器或物理光柵生成結(jié)構(gòu)光;所述數(shù)字微鏡器件生成結(jié)構(gòu)光的方式為,在數(shù)字微鏡器件上加載二值光柵圖樣,通過投影或成像的方式在物鏡的焦平面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光;所述空間光調(diào)制器生成結(jié)構(gòu)光的方式為,結(jié)合濾波,利用衍射±1級兩束相干光干涉,在物鏡焦平面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述連續(xù)波激光器和數(shù)字微鏡器件之間設(shè)置有光束整形單元,包括沿光路依次設(shè)置的第一濾波片、第一透鏡和第二透鏡,對激光器所發(fā)射光源進(jìn)行擴(kuò)束;所述第一濾波片使用帶通濾波片,濾掉雜散光,保留成像物體的激發(fā)光;所述第一透鏡、第二透鏡均為凸透鏡,焦距分別為50mm、150mm,組成4f系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)束;所述第一濾波片放置于第一個(gè)透鏡的前焦點(diǎn)上,編碼結(jié)構(gòu)光平面位于第二個(gè)透鏡的后焦點(diǎn)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述顯微成像模塊將結(jié)構(gòu)光輸入到樣品激發(fā)熒光信號和拉曼散射信號,包括沿光路依次設(shè)置的準(zhǔn)直鏡、第一二向色鏡、顯微物鏡;所述第一二向色鏡將激發(fā)得到的信號傳輸至信號收集模塊,通過第一二向色鏡將成像物體激發(fā)光波長范圍內(nèi)的光折射至顯微物鏡的焦平面;由顯微物鏡收集樣本被激發(fā)所產(chǎn)生的熒光、瑞利散射光和拉曼散射光,再通過第一二向色鏡將瑞利散射光濾除后,得到熒光-拉曼信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述樣本控制模塊為多維旋轉(zhuǎn)臺,能夠調(diào)整樣本在空間的任意位置和角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述信號收集模塊包括全景光合器、第二二向色鏡、熒光信號采集單元和拉曼信號采集單元,所述顯微成像模塊的出射光經(jīng)全景光合器后,通過第二二向色鏡將熒光-拉曼信號分離分別透射至熒光信號采集單元和拉曼信號采集單元,其中反射熒光信號采集單元的熒光信號依次穿過第二濾波片、第三透鏡,由第一單點(diǎn)探測器采集,透射至拉曼信號采集單元的拉曼信號依次穿過第三濾波片、管透鏡,由第二單點(diǎn)探測器采集;所述第一單點(diǎn)探測器采集和第二單點(diǎn)探測器采集均通過采集卡將所采集數(shù)據(jù)發(fā)送至控制與計(jì)算模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述第二二向色鏡根據(jù)所要反射的熒光信號和透射的拉曼信號的波長范圍選??;所述第二濾波片、第三濾波片的中心波長與需要分離的熒光或拉曼信號的波長匹配,第二濾波片的帶通寬度只允許熒光信號通過并阻擋其他波長的光,第三濾波片的帶通寬度只允許拉曼信號通過并阻擋其他波長的光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng),其特征在于:所述控制與計(jì)算模塊包括控制單元和計(jì)算單元,通過控制單元對光源模塊、可編碼結(jié)構(gòu)光模塊、顯微成像模塊、樣本控制模塊、信號收集模塊進(jìn)行控制,通過計(jì)算單元將采集到的光電信號還原成二維或三維圖像,所采用的計(jì)算成像算法為匹配結(jié)構(gòu)光的對應(yīng)算法,所述結(jié)構(gòu)光為傅里葉基底光,對應(yīng)算法為逆傅里葉算法。
10.一種權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述單像素式熒光拉曼雙模態(tài)成像系統(tǒng)的成像方法,其特征在于具體步驟如下: