CN102706846A - 近红外激光扫描共聚焦成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种近红外激光扫描共聚焦成像系统，包括采用共聚焦结构的扫描光路单元和控制单元，该扫描光路单元包括近红外激光光源、准直扩束模块、激光滤光片、二向色反射镜、扫描振镜、f-theta透镜、镜筒透镜、成像物镜、荧光滤光片、会聚透镜、针孔和探测器等，该控制单元包括用于控制扫描振镜的运动控制模块，用于采集探测器输出信号的数据采集模块以及与运动控制模块和数据采集模块连接的数据处理模块等。其配套的方法为：以荧光发射光谱在932~1250nm之间的近红外量子点标记样品，再以前述近红外激光扫描共聚焦成像系统对样品进行检测。本发明能精确高效地实现对生物组织等样品的深层次成像，且系统结构简单，易于操作。

Description

近红外激光扫描共聚焦成像系统

技术领域

本发明涉及一种共聚焦显微系统及其应用，尤其涉及一种工作波长范围在近红外波段的激光扫描共聚焦成像系统，以及应用该系统对近红外量子点标记的生物组织及其它微小器件结构进行成像和观察的方法，属于光学技术领域。

背景技术

生物荧光成像技术作为生物医学领域必不可少的技术手段已经得到广泛应用，是观察细胞形态、结构和生命现象的有力工具。目前普遍应用生物荧光成像技术是二十世纪80年代发展起来的激光扫描共聚焦显微镜，它的特点是采用针孔技术排除焦点以外的光信号对图像的干扰，从而大大提高了图像的清晰度和细节分辨能力，具有很高的轴向对比度。由于激光扫描共聚焦显微镜使用的激光范围在488nm~647nm之间，属于可见光范畴，而生物细胞对可见光散射大，换言之，可见光在生物样品内的穿透深度浅，最深不超过几百微米，厚标本的信息很难采集；另外，由于生物细胞对可见光吸收大，高密度的可见光激发生物样品时更容易引起光毒性和光漂白现象。

为了克服激光扫描共聚焦显微镜的这些缺陷，二十世纪90年代美国康奈尔大学Denk等人提出了双光子激发荧光显微技术。它采用具有高光子密度的近红外激光激发生物样品，由于生物细胞对近红外光的吸收少，对生物细胞的光毒性减少，并降低了光漂白；同时，生物细胞对近红外光的散射比可见光小，容易穿透更深的生物样本，更适合观察厚样本。然而，尽管双光子激光荧光成像技术采用了近红外光源，能够实现对厚生物样本的观察，但是，因采用的荧光染料的发射波长仍然在可见光范围，其在生物组织中依然存在吸收和散射问题，因此难以观察更深层的组织。

并且，现有的激光扫描共聚焦显微系统和双光子激发荧光显微系统还普遍存在结构复杂、操作不便、成像速度慢、图像分别率低等问题，尤其难以满足对生物组织及其他类似样品进行多维度、深层次观测的需求。

发明内容

鉴于现有技术中的不足，本发明的目的之一在于提供一种近红外激光扫描共聚焦成像系统，其能精确高效的实现对生物组织等样品的深层次成像，且结构简单，易于操作。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种近红外激光扫描共聚焦成像系统，包括采用共聚焦结构的扫描光路单元和控制单元，其中：

所述扫描光路单元包括近红外激光光源、准直扩束模块、激光滤光片、二向色反射镜、扫描振镜、f-theta透镜、第一镜筒透镜、第一成像物镜、荧光滤光片、第二会聚透镜、第二针孔和探测器；

激光光源发出的近红外光经准直扩束模块形成设定光斑大小的平行光透射至激光滤光片，再依次经二向色反射镜、扫描振镜入射到f-theta透镜上，并会聚到第一像面位置，而后经第一镜筒透镜准直形成平行光入射到成像物镜上，并聚焦在放置于样品台上的样品上，所述第一像面位置与第一镜筒透镜的焦点位置以及样品经成像物镜和第一镜筒透镜的第一次成像位置重合，样品被激发后发出的长波荧光经过成像物镜变成平行光，再经第一镜筒透镜会聚于第一成像面位置，然后经过f-theta透镜变成平行光入射到扫描振镜上，并经扫描振镜反射至二向色反射镜，其后依次透过荧光滤光片和第二会聚物镜聚焦于第二针孔上，所述第二针孔大小为第二会聚透镜的艾里斑大小，探测器紧靠第二针孔设置；

所述控制单元包括用于控制扫描振镜的运动控制模块，用于采集探测器输出信号的数据采集模块以及与运动控制模块和数据采集模块连接的数据处理模块。

进一步的，它还包括柯勒照明单元， 所述柯勒照明单元包括白光光源、一个以上透镜、第二镜筒透镜和光电传感模块，白光光源发出的光经该一个以上透镜照射在样品上形成均匀照明，而经样品反射的光依次经过成像物镜和第二镜筒透镜，并最终成像于光电成像模块上。

所述柯勒照明单元采用反射式柯勒照明系统，包括白光光源、成像透镜、半反半透反射镜、反射镜、第二镜筒透镜和光电传感模块，白光光源经成像透镜成像，再依次通过半反半透反射镜和反射镜的反射，将白光光源的像反射到成像物镜的后焦点位置，并在样品上形成均匀照明，样品反射的光依次经成像物镜、反射镜、半反半透反射镜和第二镜筒透镜，最后成像于光电成像模块上；

所述第一、第二镜筒透镜到成像物镜的距离相等，所述光电传感模块位于第二镜筒透镜的焦点位置。

所述柯勒照明单元采用透射式柯勒照明系统，所述透射式柯勒照明系统包括白光光源、第一透镜、第二透镜、反射镜和第二镜筒透镜，白光光源经第一透镜成像在第二透镜的焦点位置，白光光源像发出的光经第二透镜变成平行光，从样品的下方均匀照明样品，样品反射的光经成像物镜成像后，经反射镜反射入第二镜筒透镜，并最后成像于光电成像模块上。

所述光电成像模块采用CCD。

所述准直扩束系统包括第一会聚透镜，第一针孔和准直透镜，激光光源发出的近红外光经过第一会聚透镜会聚到第一针孔上，第一针孔大小为第一会聚物镜艾里斑的大小，第一针孔发射的光经过准直透镜变成平行光入射至激光滤光片。

所述准直扩束系统包括光耦合模块、单模光纤和准直透镜，激光光源发出的光经光耦合模块耦合到单模光纤中，单模光纤输出的光经过准直透镜变成平行光入射至激光滤光片。

所述单模光纤的耦合效率大于73%。

所述准直扩束系统还包括一个以上扩束透镜，由准直透镜输出的平行光经过所述扩束透镜入射至激光滤光片。

所述数据处理模块等设于计算机系统内。

所述样品内标记有荧光发射光谱在932~1250nm之间的近红外量子点，尤其优选采用荧光发射光谱峰值在1200nm的近红外量子点。

所述探测器优选采用半导体制冷InGaAs探测器。

所述控制单元还包括用于对探测器进行制冷的温控盒。

所述扫描振镜包括反射率＞95%的第一、第二反射镜，该第一、第二反射镜在运动控制模块的控制下转动，实现对样品的二维扫描。

所述近红外激光光源的工作波长范围在725~820nm。

所述激光滤光片优选中心波长为785nm，FWHM为3nm的窄带滤光片。

所述二向色反射镜优选对于波长在400nm~872nm的光反射率＞90%，对波长在932nm~1300nm的光透过率大于90%的长通滤光片。

所述成像物镜和会聚透镜对选定近红外光的透过率均＞65%，所述第一镜筒透镜对选定近红外光的透过率＞82%，所述f-theta透镜的工作波长725nm~1250nm，透过率＞90%，所述选定近红外光的波长在725~820nm。

所述荧光滤光片优选对波长大于820nm的荧光透过率高于90%，且对截止波长为OD＞6的长通滤光片。

本发明还提供了一种近红外激光扫描共聚焦成像方法，该方法为：以荧光发射光谱在932~1250nm之间的近红外量子点标记样品，再以如上所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统对样品进行检测。

本发明基于生物组织在近红外波长范围吸收少和散射小的特性，结合依据共聚焦成像技术的优势，并辅以近红外量子点标记生物组织类样品的创新性应用，从而提出了该近红外激光扫描共聚焦成像系统及方法，它利用近红外量子点的激发光和反射荧光都在近红外区域的特点，优选采用波长范围在725~820nm的近红外激光激发标记于样品内的荧光发射光谱在932~1250nm的近红外量子点，从而能实现深层生物组织的成像，成像深度可达到数厘米，远远高出了现有技术中的毫米级的成像深度。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的主体结构示意图；

图2是本发明实施例1的结构示意图；

图3是本发明实施例2的结构示意图；

图4是本发明实施例3的结构示意图；

图5是本发明实施例4的结构示意图；

图中各组件及其附图标记分别为：1—激光光源，2—会聚透镜，2-a—单模光纤，3—针孔，3-a—光纤输出端，4—准直透镜，4-1—准直透镜，4-2—扩束透镜，5—反射镜， 6—激光滤光片，7—二向色反射镜，8—扫描振镜，9—f-theta透镜，10—镜筒透镜，11—成像物镜，12—样品，13—荧光滤光片，14—会聚透镜，15—针孔，16—探测器，17—白光光源，18—透镜，19—半反半透分光镜，20—反射镜，21—镜筒透镜，22—CCD， 23—探测器温控盒，24—运动控制卡，25—数据采集卡，26—计算机，27—透镜，28—半反半透分光镜、29—第一像面位置。

具体实施方式

以下结合附图和若干较佳实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

参阅图1系本发明一优选实施例中近红外激光扫描共聚焦成像系统的主体结构，它主要由光学系统和电学系统两部分构成。光学系统包括：激光光源1，准直扩束系统A (包括会聚透镜2，针孔3，准直透镜4)， 激光滤光片6，二向色反射镜7，扫描振镜8，f-theta透镜9，镜筒透镜10，成像物镜11，样品台12，荧光滤光片13，会聚透镜14，针孔15，探测器16。电学系统包括探测器温控盒23、运动控制系统24、数据采集系统25、计算机26。

该近红外激光扫描共聚焦成像系统的具体实施过程如下：

激光发出的近红外光经过会聚透镜2会聚到针孔3上，针孔3大小为会聚物镜2艾里斑的大小，针孔3作为点光源，针孔3发射的光经过准直透镜4变成平行光，平行光经过激光滤光片6、二向色反射镜7、扫描振镜8入射到f-theta透镜9上，f-theta透镜9将平行光会聚到第一像面位置29。第一像面位置同时是镜筒透镜10的焦点位置，第一像面位置也是生物样品12经成像物镜11和镜筒透镜10的第一次成像位置。激光平行光经f-theta透镜9会聚和镜筒透镜10准直又变成平行激光入射到成像物镜11上，成像物镜11将入射的平行激光聚焦于样品12上。如果将生物样品放置在成像物镜11的焦点位置，生物样品被激光激发后，发出长波荧光，荧光经过成像物镜11变成平行光，经镜筒透镜10会聚于第一成像面位置，然后经过f-theta物镜9变成平行光入射到扫描振镜8上，荧光经扫描振镜8的反射入射到二向色反射镜7，荧光透过二向色反射镜7、滤光片13和会聚物镜14，最终会聚于针孔15上，针孔15位于会聚透镜14的焦点位置，针孔15的大小为会聚透镜14的艾里斑大小，探测器16放置在紧靠针孔15的位置，尽可能减少光能量的损失。

本发明的扫描光路中，从振镜发射的光需要经过f-theta透镜、镜筒透镜和成像物镜到达样品，实现样品的扫描。在保证入射到成像物镜的平行光束宽度等于（略大于）成像物镜孔径的情况下，选择合适的f-theta透镜、镜筒透镜和成像物镜的尺寸及位置，可以保证在扫描过程中，光束始终充满整个成像物镜的孔径，这样光束能量利用率接近甚至达到100%。再及，为了充分利用成像物镜的NA，通常要求入射到成像物镜的光束直径等于或者大于成像物镜的孔径。本发明扫描光路中，前述f-theta透镜、镜筒透镜两者除满足扫描要求，同时二者组合还可以起到扩束的作用，这样入射到振镜的光束直径可以小于成像物镜的孔径，所以振镜中可采用尺寸较小的反射镜。又及，通过采用严格校正像差的f-theta透镜，还可保证扫描样品与振镜转动角度之间存在很好的线性关系。

温控盒23用于实现对探测器16的制冷，扫描振镜8的振动通过运动控制卡24来控制，来自探测器16的信号通过数据采集卡25采集，运动控制、数据采集、数据处理和图像显示程序均设定于计算机26中。

为获得良好的检测效果，前述每个光学元件应在近红外具有很高的透过率或反射率，探测器要具有高的近红外灵敏度响应。具体特征如下：

激光器1的波长选择要保证近红外荧光量子点具有最佳转换效率，比如，可优采用785nm激光器；

准直扩束系统应保证从准直透镜4输出的光斑在整个扫描过程中充满整个成像物镜11的孔径；

激光滤光片6应选择窄带滤光片，本发明中选择的激光滤光片6的中心波长785nm，FWHM为3nm，有效地抑制非激发光引入的背景信号。

二向色反射镜7属于长通滤光片，对近红外荧光量子点的激发波长具有高反射率，对发射光谱具有高透过率。作为优选的方案之一，二向色反射镜7对400nm~872nm的波长范围反射率大于90%；对932nm~1300nm透过率大于90%；

扫描振镜8的两个反射镜8a和8b反射率高于95%；             

扫描振镜8和f-theta透镜9实现对样品的线性扫描，扫描振镜8运动由运动控制卡24和计算机26来实现。

成像物镜11、筒镜10和f-theta物镜9在近红外荧光量子点的激发波长和发射光谱范围内要具有尽可能高的透光率。本发明中成像物镜11在要求的近红外工作波长透过率大于65%；镜筒透镜10在要求的近红外工作波长范围内透过率大于82%；f-theta透镜9工作波长725nm~1250nm，透过率大于90%；

镜筒透镜10辅助无限远成像物镜11实现对生物样品的成像，镜筒透镜10和成像物镜11两者组合将生物样品的第一次成像于f-theta透镜9的焦点位置；

荧光滤光片13是长通滤光片，对于大于820nm的近红外荧光透过率大于90%，截止波长OD大于6，排除抑制激发光对荧光探测信号的影响。

会聚透镜14在近红外的透过率高于65%；

针孔3和15的大小分别等于会聚透镜2和会聚透镜14相应艾里斑大小，两个针孔依次会聚透镜14（或者会聚透镜2）、荧光滤光片13（或者激光滤光片6）、二向色反射镜7、扫描振镜8、f-theta透镜9、镜筒透镜10和成像物镜11，成像于生物样品上，即两个针孔在成像物镜11的焦平面上形成共轭像；

探测器16优选采用半导体制冷InGaAs探测器，因其在近红外具有非常高的响应，等效噪声功率为3.2×10^-15W。

前述电子学系统的主要功能是实现对数据采集处理和扫描振镜的运动控制，具体特征如下：

温控盒23将InGaAs探测器16制冷到-40^oC，有效地减少近红外探测器16的热噪声；

运动控制卡24优选采用分辨率16bit的规格，其用于控制扫描振镜8中两个反射镜8a和8b的转动，实现对样品xy二维扫描；

数据采集卡25优选采用分辨率16bit，最大采样率2MS/s的规格；

计算机26通过软件发出采集和控制指令，完成对样品的扫描和数据采集，同时用于对数据进行处理和图像显示。

本发明的近红外激光共聚焦成像系统优选采用波长在725~820nm的近红外激光作为激发光源，能够实现荧光发射谱在932~1250nm的近红外量子点标记生物样品的最佳成像效果。

实施例1

参阅图2，本实施例的主体结构与图1相近，但加入了柯勒照明系统B，柯勒照明系统的功能是辅助近红外激光扫描共聚焦成像系统找到成像物镜的焦平面位置，即通过柯勒照明系统将生物样品放置在红外激光扫描共聚焦成像系统的焦点位置。

柯勒照明系统B由白光光源17、成像透镜18、半反半透反射镜19、反射镜20、成像物镜11、镜筒透镜21和CCD22组成。白光光源17经成像透镜18像，通过半反半透反射镜19和反射镜20的反射，将白光光源的像反射到成像物镜11后焦点位置，这样，在生物样品12上形成均匀照明。生物样品12经成像物镜11、反射镜20、半反半透反射镜19、镜筒透镜21，最后成像于CCD22上。镜筒透镜21和镜筒透镜10选用相同的镜筒透镜，且两个镜筒透镜到成像物镜11的距离相等，CCD22位于镜筒透镜21的焦点位置，即CCD22到镜筒透镜21的距离等于等一成像面到镜筒透镜10的距离。这样，保证通过CCD22看到清晰生物样品图像的位置非常接近近红外激光扫描共聚焦成像系统的焦点位置。

通过柯勒照明系统确定好生物样品位置后，将反射镜20移开镜筒透镜10和成像物镜11之间的光路，同时关闭白光光源。然后，进行生物样品的近红外荧光成像。

激光发出的近红外光依次经过准直扩束系统A、反射镜5、激光滤光片6、二向色反射镜7、扫描振镜8、f-theta透镜9、镜筒透镜10和成像物镜11入射到生物样品12上。生物样品被激光激发后，发出长波荧光，荧光经过成像物镜11、镜筒透镜10、f-theta透镜9、扫描振镜8、二向色反射镜7、荧光滤光片13、会聚透镜14、针孔15后，入射到探测器16上进行探测。

本实施例的柯勒照明方式属于反射式照明方式。

实施例2

参阅图3，本实施例与实施例1的工作原理相似，区别仅在于柯勒照明方式是采用透射式照明，其具体实施过程为：

白光光源17经透镜18成像在透镜27的焦点位置，白光光源像发出的光经透镜27变成平行光，从生物样品的下方均匀照明生物样品12。样品发射的光经成像物镜11后成像，经反射镜20反射、镜筒透镜21最后成像在CCD22上。

通过柯勒照明系统确定好生物样品位置后，将反射镜20移开镜筒透镜10和成像物镜11之间的光路，同时关闭白光光源。然后，进行生物样品的近红外荧光成像。

同实施例1的反射式照明方案相比，本实施例的透射式柯勒照明方案可以获取更加清晰的生物样品像，更容易确定生物样品在近红外激光扫描共聚焦成像系统中的焦点位置。

实施例3

参阅图4，本实施例与实施例2一样采用透射式柯勒照明方式，其区别是柯勒照明系统的探测光路进行了修改。具体实施过程为：

采用实施例2中的白光照明光路从生物样品下方均匀照明生物样品12，将实施例1（参阅图2）和实施例2（参阅图3）中的滤光片6放置在反射镜5和准直透镜4之间，同时用半反半透反射镜28代替反射镜5，去掉反射镜20。将镜筒透镜21和CCD22放置到图4所示的位置。这样，柯勒照明生物成像探测光路和激光激发生物荧光探测光路共用成像物镜11、镜筒透镜10、f-theta透镜9和扫描振镜8。

通过柯勒照明系统确定好生物样品位置后，不需要移动任何光学元件，只需将柯勒照明光源关闭，就可以对生物样品12进行近红外荧光成像。

同实施例2的柯勒照明方案相比，本实施例避免了对光学元件移出移入光路带来的不便，同时保留了透射式柯勒照明的优点。

实施例4

参阅图5，本实施例与实施例3一样采用透射式柯勒照明方式，其区别是对激光准直扩束系统进行了修改。具体实施过程为：

激光器输出的激光耦合（光纤耦合光学系统未示出）到单模光纤2-a中，单模光纤输出端3-a作为点光源，经过准直透镜4-1变成平行光，平行光经过扩束器4-2（扩束镜）扩束成整个近红外激光扫描共聚焦成像系统要求的光斑大小。

藉由前述光纤耦合准直系统，可以将光源输出光变为质量非常好的高斯光束，从而大幅提升整个光学系统的成像质量。单模光纤耦合效率大于73%。

本实施例只是表达了本发明的一种光纤作为点光源的扩束准直系统和实施例3中柯勒照明系统组成的实施方式。另外，实施例4中的光纤作为点光源的扩束准直系统还可以分别和实施例1、实施例2中的柯勒照明系统组成另外两种实施方式，且不限于此。

并且，单模光纤输出端作为点光源发出光经准直透镜变成平行光后，若点光源经过准直透镜后的平行光光斑能满足近红外激光扫描共聚焦成像系统对入射光斑的要求，则前述扩速器亦可省略，或者，若一个扩散器无法满足需求，亦可需要加入多个扩散器扩展到所述要求的光斑大小。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以根据前述实施例之启示而很容易的做出若干变形和改变，但这些变形和改变均应属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种近红外激光扫描共聚焦成像系统，包括采用共聚焦结构的扫描光路单元和控制单元，其特征在于，所述扫描光路单元包括近红外激光光源、准直扩束模块、激光滤光片、二向色反射镜、扫描振镜、f-theta透镜、第一镜筒透镜、第一成像物镜、荧光滤光片、第二会聚透镜、第二针孔和探测器；

激光光源发出的近红外光经准直扩束模块形成设定光斑大小的平行光透射至激光滤光片，再依次经二向色反射镜、扫描振镜入射到f-theta透镜上，并会聚到第一像面位置，而后经第一镜筒透镜准直形成平行光入射到成像物镜上，并聚焦在放置于样品台上的样品上，所述第一像面位置与第一镜筒透镜的焦点位置以及样品经成像物镜和第一镜筒透镜的第一次成像位置重合，样品被激发后发出的长波荧光经过成像物镜变成平行光，再经第一镜筒透镜会聚于第一成像面位置，然后经过f-theta透镜变成平行光入射到扫描振镜上，并经扫描振镜反射至二向色反射镜，其后依次透过荧光滤光片和第二会聚物镜聚焦于第二针孔上，所述第二针孔大小为第二会聚透镜的艾里斑大小，探测器紧靠第二针孔放置；

所述控制单元包括用于控制扫描振镜的运动控制模块，用于采集探测器输出信号的数据采集模块以及与运动控制模块和数据采集模块连接的数据处理模块。

2.根据权利要求1所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，它还包括柯勒照明单元，所述柯勒照明单元包括白光光源、一个以上透镜、第二镜筒透镜和光电传感模块，白光光源发出的光经该一个以上透镜照射在样品上形成均匀照明，而经样品反射的光依次经过成像物镜和第二镜筒透镜，并最终成像于光电成像模块上。

3.根据权利要求2所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述柯勒照明单元采用反射式柯勒照明系统，包括白光光源、成像透镜、半反半透反射镜、反射镜、第二镜筒透镜和光电传感模块，白光光源经成像透镜成像，再依次通过半反半透反射镜和反射镜的反射，将白光光源的像反射到成像物镜的后焦点位置，并在样品上形成均匀照明，样品反射的光依次经成像物镜、反射镜、半反半透反射镜和第二镜筒透镜，最后成像于光电成像模块上；

所述第一、第二镜筒透镜到成像物镜的距离相等，所述光电传感模块位于第二镜筒透镜的焦点位置。

4.根据权利要求2所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述柯勒照明单元采用透射式柯勒照明系统，所述透射式柯勒照明系统包括白光光源、第一透镜、第二透镜、反射镜和第二镜筒透镜，白光光源经第一透镜成像在第二透镜的焦点位置，白光光源像发出的光经第二透镜变成平行光，从样品的下方均匀照明样品，样品反射的光经成像物镜成像后，经反射镜反射入第二镜筒透镜，并最后成像于光电成像模块上。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述光电成像模块采用CCD。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述准直扩束系统包括第一会聚透镜，第一针孔和准直透镜，激光光源发出的近红外光经过第一会聚透镜会聚到第一针孔上，第一针孔大小为第一会聚物镜艾里斑的大小，第一针孔发射的光经过准直透镜变成平行光入射至激光滤光片。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述准直扩束系统包括光纤耦合模块、单模光纤和准直透镜，激光光源发出的光经光纤耦合模块耦合到单模光纤中，单模光纤输出的光经过准直透镜变成平行光入射至激光滤光片；所述激光输出单模光纤耦合效率大于73%。

8.根据权利要求7所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述准直扩束系统还包括一个以上扩束透镜，由准直透镜输出的平行光经过所述扩束透镜入射至激光滤光片。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述运动控制模块、数据采集模块和数据处理模块设于计算机系统中。

10.根据权利要求1所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述样品内标记有荧光发射光谱在932~1250nm之间的近红外量子点。

11.根据权利要求10所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述近红外量子点的荧光发射光谱峰值进一步优选为1200nm。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述探测器优选采用半导体制冷InGaAs探测器。

13.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述控制单元还包括用于对探测器进行制冷的温控盒。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述扫描振镜包括反射率＞95%的第一、第二反射镜，该第一、第二反射镜在运动控制模块的控制下转动，实现对样品的二维扫描。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述近红外激光光源的工作波长范围在725~820nm。

16.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述激光滤光片优选中心波长为785nm，FWHM为3nm的窄带滤光片。

17.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述二向色反射镜优选对于波长在400nm~872nm的光反射率＞90%，对波长在932nm~1300nm的光透过率大于90%的长通滤光片。

18.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述成像物镜和会聚透镜对选定近红外光的透过率均＞65%，所述第一镜筒透镜对选定近红外光的透过率＞82%，所述f-theta透镜的工作波长725nm~1250nm，透过率＞90%，所述选定近红外光的波长在725~820nm。

19.根据权利要求1-4中任一项所述的近红外激光扫描共聚焦成像系统，其特征在于，所述荧光滤光片优选对波长大于820nm的荧光透过率高于90%，且对截止波长为OD＞6的长通滤光片。

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