多光子隨機掃描顯微鏡的光學(xué)設(shè)計與構(gòu)建.pdf

1、多光子激發(fā)掃描成像技術(shù)在生命科學(xué)研究領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，相比于其他成像技術(shù)，多光子激發(fā)熒光成像技術(shù)對生物體的光損傷小，能夠進(jìn)行深度層析成像和長時間觀測，且天然具有高空間分辨率。光學(xué)層析能力來自于多光子激發(fā)熒光局部激發(fā)的特點，只有在激光匯聚焦點位置才能實現(xiàn)多光子熒光激發(fā)，而且激發(fā)光源為超短脈沖激光?，F(xiàn)有的商業(yè)化激光掃描顯微鏡中，一般使用xy 掃描鏡控制激光束進(jìn)行掃描，但是每秒只能得到幾幀(512×512)圖像，遠(yuǎn)不能滿足功能性研究中快事

2、件(ms 級甚至μs 級)檢測的需要。為了對生物領(lǐng)域的快事件進(jìn)行檢測，人們開始嘗試開發(fā)一種基于二維聲光偏轉(zhuǎn)器(acousto-optic deflector ，AOD)的激光掃描顯微鏡。 相比于其他掃描技術(shù)，聲光偏轉(zhuǎn)器掃描快速(100K)/穩(wěn)定(無任何機械慣性)，而且能實現(xiàn)隨機掃描，具有不可替代的功能。 本論文詳細(xì)描述了自行研制的基于二維聲光偏轉(zhuǎn)器的多光子隨機掃描顯微鏡的光學(xué)設(shè)計與構(gòu)建。通過光學(xué)設(shè)計，確定了系統(tǒng)的光路，采

3、用通用的光學(xué)鏡片和調(diào)節(jié)架完成系統(tǒng)的構(gòu)建。系統(tǒng)采用單棱鏡很好地補償了二維聲光偏轉(zhuǎn)器引起的超短脈沖激光的色散，克服了限制聲光偏轉(zhuǎn)器在多光子激發(fā)掃描顯微鏡應(yīng)用的技術(shù)難點，提高了成像的信噪比，而且系統(tǒng)具有高時間分辨率(10μs)和高空間分辨率(<1μm)。 目前還沒有商業(yè)化的多光子隨機掃描顯微鏡，自行研制系統(tǒng)能提前享有多光子隨機掃描成像技術(shù)的好處，而且花費遠(yuǎn)低于目前商業(yè)化的激光掃描顯微鏡。在應(yīng)用上，自行研制的系統(tǒng)也更加靈活，可根據(jù)特定的