AOD組成(每個(gè)AOD都可以執(zhí)行一維線掃描)，這樣就可以通過一組AOD執(zhí)行面掃描，為了實(shí)現(xiàn)隨機(jī)掃描的功能，必須讓二維AOD的掃描頻率和掃描面上的二維坐標(biāo)——對應(yīng)。為此，在本實(shí)施例中利用AOD掃描系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)陣掃描，然后利用MATLAB找到各點(diǎn)質(zhì)心的坐標(biāo)，再結(jié)合AOD提高的點(diǎn)陣掃描頻率，找到點(diǎn)陣坐標(biāo)和頻率的對應(yīng)公式fk(X，y)。
[0071 ]首先，以激發(fā)光為例:假設(shè)一個(gè)AOD執(zhí)行X方向掃描，另一個(gè)AOD執(zhí)行Y方向的掃描，要想實(shí)現(xiàn)如圖5所示的點(diǎn)陣掃描，X和Y方向的AOD頻率設(shè)置為[6000,9000]，步長為750。然后通過CCD采集點(diǎn)陣圖，通過MATLAB軟件利用質(zhì)心定位的方法找到各個(gè)點(diǎn)的質(zhì)心坐標(biāo)，假設(shè)坐標(biāo)上的各點(diǎn)與AOD的頻率是線性的，則fl(x，y，F(xiàn)l)表達(dá)式如下所示:
[0072]x=Alx*A1*Fix+Bix
[0073]y =Aly*Al*Fly+Bly
[0074]上式中x，y分辨為坐標(biāo)點(diǎn)，F(xiàn)lx和Fly分別為X方向和y方向的頻率，Alx和Aly為頻率前的系數(shù)，Blx和Bly為常量，已知坐標(biāo)點(diǎn)的位置和頻率分布，可以通過MATLAB找出Alx、Aiy、Blx和Bly這些參數(shù)，一旦這些參量確定，方程A(Xjf1)就可以確定，就可以根據(jù)任意位置坐標(biāo)，讓軟件自動(dòng)通過公式A(Xdf1)找到與之對應(yīng)的頻率，來實(shí)現(xiàn)AOD的任意選區(qū)掃描成像。
[0075]同樣，在STED損耗光的操作上也是執(zhí)行相同的方法。但是由于激發(fā)光的波長為633nm，而STED損耗光的波長為780nm，A0D對不同波長的衍射角度會有些不同，因此在重疊的時(shí)候，兩束光的點(diǎn)陣質(zhì)心的位置會存在一些偏移，如圖6所示。為了使兩束光點(diǎn)陣的質(zhì)心重合，本實(shí)施例中利用兩組AOD (2D-A0D1和2D-A0D2)來分別控制激發(fā)光和STED損耗光，為了能讓兩束光產(chǎn)生的點(diǎn)陣重合，首先讓激發(fā)光產(chǎn)生一組點(diǎn)陣如圖5所示，然后以圖5中各點(diǎn)質(zhì)心坐標(biāo)的位置為目標(biāo)，結(jié)合AOD的頻率分布，同樣可以找到公式f2(x，y，F(xiàn)2)，但是此時(shí)公式的各項(xiàng)參數(shù)不同于激發(fā)光的公式&(1，3^，&)，因此，在這里假設(shè)5(^7，內(nèi))的表達(dá)式如下。
[0076]x = A2x*A2*F2x+B2x
[0077]y=A2y*A2*F2y+B2y
[0078]上式中F2x和F2y分別為X方向和y方向的頻率，A2x和A2y為頻率前的系數(shù)，B2x和B2y為常量，在此點(diǎn)陣中質(zhì)心坐標(biāo)和頻率均為已知，因此可以通過MATLAB軟件計(jì)算出各個(gè)參數(shù)，確定方程f 2 (X，y，F(xiàn)2)，最后將兩組方程^ (X，y，F(xiàn)1)和f 2 (X，y，F(xiàn)2)的參數(shù)分別輸入對應(yīng)的掃描控制軟件Scan imaging，運(yùn)行軟件，執(zhí)行4 X 4的點(diǎn)陣掃描，既可以得到如圖7所示的點(diǎn)陣圖，說明激發(fā)光和STED損耗光在視場內(nèi)的各點(diǎn)是重合的。因此可以執(zhí)行如圖8所示STED超分辨變?nèi)我鈱ぶ返膾呙?，基本思想如?首先在視場內(nèi)確定自己感興趣的點(diǎn)(Xl，^)，然后根據(jù)方程fi(x，y，F(xiàn)i；^Pf2(x，y，F(xiàn)2)，找到各點(diǎn)對應(yīng)的頻率?1^，7」)和?2^^)，然后執(zhí)行掃描軟件就可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)的STED超分辨成像。如圖9所示，為本實(shí)施例利用設(shè)計(jì)好的軟件，實(shí)現(xiàn)字母“A” STED超分辨成像的示意圖，因此，可以利用兩組二維AOD系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)STED超分辨系統(tǒng)的任意選區(qū)成像。
[0079]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隨機(jī)掃描的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括色散預(yù)補(bǔ)償單元、隨機(jī)掃描單元和成像單元； 所述色散預(yù)補(bǔ)償單元，用于對入射光進(jìn)行色散預(yù)補(bǔ)償和光路調(diào)整后，垂直入射至所述隨機(jī)掃描單元用以實(shí)現(xiàn)任意區(qū)域的掃描； 所述隨機(jī)掃描單元，還用于收集進(jìn)行任意區(qū)域掃描后產(chǎn)生的熒光信號，并對所述熒光信號進(jìn)行處理后入射至所述成像單元進(jìn)行成像。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述入射光包括STED損耗光和激發(fā)光。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述色散預(yù)補(bǔ)償單元包括第一菱鏡、第二菱鏡、第一反光鏡組、第二反光鏡組； 所述STED損耗光經(jīng)所述第一菱鏡進(jìn)行色散預(yù)補(bǔ)償后入射至所述第一反光鏡組，經(jīng)所述第一反光鏡組進(jìn)行光路調(diào)整后垂直入射至所述隨機(jī)掃描單元； 所述激發(fā)光經(jīng)所述第二菱鏡進(jìn)行色散預(yù)補(bǔ)償后入射至所述第二反光鏡組，經(jīng)所述第二反光鏡組進(jìn)行光路調(diào)整后垂直入射至所述隨機(jī)掃描單元。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一菱鏡和所述第二菱鏡均在水平方向傾斜45°放置。5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述隨機(jī)掃描單元包括: 第一二維聲光偏轉(zhuǎn)器、與所述第一二維聲光偏轉(zhuǎn)器相連接的第一數(shù)據(jù)采集卡； 第二二維聲光偏轉(zhuǎn)器、與所述第二二維聲光偏轉(zhuǎn)器相連接的第二數(shù)據(jù)采集卡； 反光鏡、第一雙色鏡、第二雙色鏡和物鏡； 經(jīng)色散預(yù)補(bǔ)償后的STED損耗光垂直入射至所述第一二維聲光偏轉(zhuǎn)器，所述第一二維聲光偏轉(zhuǎn)器在所述第一數(shù)據(jù)采集卡的控制下對入射的STED損耗光進(jìn)行光束調(diào)制和偏轉(zhuǎn)，經(jīng)調(diào)制和偏轉(zhuǎn)后的STED損耗光通過所述反光鏡反射改向后，經(jīng)所述第一雙色鏡投射后入射至所述物鏡； 經(jīng)色散預(yù)補(bǔ)償后的激發(fā)光垂直入射至所述第二二維聲光偏轉(zhuǎn)器，所述第二二維聲光偏轉(zhuǎn)器在所述第二數(shù)據(jù)采集卡的控制下對入射的激發(fā)光進(jìn)行光束調(diào)制和偏轉(zhuǎn)，經(jīng)調(diào)制和偏轉(zhuǎn)后的激發(fā)光經(jīng)所述第二雙色鏡投射后入射至所述物鏡； 所述物鏡用于聚焦入射的激發(fā)光和STED損耗光入射至樣品，從而激發(fā)樣品產(chǎn)生超越衍射極限的熒光信號;還用于收集樣品產(chǎn)生的熒光信號并照射至所述第二雙色鏡； 所述第二雙色鏡還用于透射所述熒光信號經(jīng)所述第一雙色鏡反射后入射至所述成像單元。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一菱鏡與所述第一二維聲光偏轉(zhuǎn)器之間的距離為35CM;所述第二菱鏡與所述第二二維聲光偏轉(zhuǎn)器之間的距離為35CM。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像單元包括:分束鏡、光電倍增管、圖像傳感器和成像模塊； 所述分束鏡用于將入射的熒光信號按照比例分成第一熒光信號和第二熒光信號； 所述第一熒光信號經(jīng)所述光電倍增管進(jìn)行放大后，傳輸至所述成像模塊進(jìn)行處理并成像； 所述第二熒光信號經(jīng)所述圖像傳感器進(jìn)行光路調(diào)整后，傳輸至所述成像模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯不O8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分束鏡按照9:1的比例將所入射的熒光信號分成第一焚光信號和第二焚光信號。
【專利摘要】本實(shí)用新型適用于顯微成像領(lǐng)域，提供了一種隨機(jī)掃描的系統(tǒng)，包括色散預(yù)補(bǔ)償單元、隨機(jī)掃描單元和成像單元；所述色散預(yù)補(bǔ)償單元，用于對入射光進(jìn)行色散預(yù)補(bǔ)償和光路調(diào)整后，垂直入射至所述隨機(jī)掃描單元用以實(shí)現(xiàn)任意區(qū)域的掃描；所述隨機(jī)掃描單元，還用于收集進(jìn)行任意區(qū)域掃描后產(chǎn)生的熒光信號，并對所述熒光信號進(jìn)行處理后入射至所述成像單元進(jìn)行成像。本實(shí)用新型使用基于雙聲光偏轉(zhuǎn)器的掃描技術(shù)，避免了振鏡掃描的機(jī)械偏移，具有較高的掃描精度和較快的掃描速度，同時(shí)聲光偏轉(zhuǎn)器的掃描技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)快速感興趣區(qū)域的選區(qū)并掃描成像，在保證分辨率不變的情況下大大降低了光損傷，而且在視場中的非感興趣區(qū)域?qū)崿F(xiàn)基本沒有光損傷。
【IPC分類】G01N21/64
【公開號】CN205209960
【申請?zhí)枴緾N201520892837
【發(fā)明人】屈軍樂, 嚴(yán)偉, 邵永紅, 葉彤, 田蜜
【申請人】深圳大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月10日