CN105300934A - 一种单通道光学超分辨成像仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单通道光学超分辨成像仪器，其至少包括激发光源模块及成像、扫描与探测模块；所述激发光源模块包括的激光器、声光调制器、光纤耦合器；所述激光器、声光调制器、及光纤耦合器依次排列；所述激光器、声光调制器、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器的光轴在同一直线上；所述成像、扫描与探测模块包括两片透镜、偏振分束器、显微物镜、样品台及成像装置；所述两片透镜、偏振分束器以及显微物镜的光轴在同一直线上，且所述成像装置与偏振分束器的光轴在同一直线上。本发明采用单通道频率扫描、共振激发和偏振滤波相结合的方法，实现样品的单通道激发超分辨成像。本发明结构简单，效果显著，适用于实验及工业等超分辨成像技术领域。

Description

一种单通道光学超分辨成像仪器

技术领域

本发明涉及超分辨成像技术领域，特别是涉及一种单通道光学超分辨成像仪器。

背景技术

当今纳米科技越来越成为自然科学技术发展的交叉前沿，如在纳米水平上构造新型电子学、新型光子学，在纳米水平上合成新型表面催化剂，以及新型纳米粒子广泛用于生物(荧光)标记等。而纳米科技的发展离不开纳米显微成像技术，这方面以电子扫描显微镜和原子力显微镜为代表已成为许多实验室的标准配置。然而研究纳米尺度下的电子结构、声子态和等离激元等微观内部状态方面，光学探测技术具有了强大的优势，但受光学衍射极限的限制，显微分辨率很难提高。为了突破光学衍射极限的限制当前研究者采用纳米尺度探针和近场成像技术以及光学显微镜基础上的改进不断推进空间分辨率，其中，像受激辐射倒空成像(STED)、随机光学重建超分辨成像(STORM)和光激活定位超分辨成像方法(PALM)等这类新技术真正从概念上突破了光学衍射极限的限制使光学显微进入纳米尺度，这类技术现统称为纳米镜(Nanoscopy)技术。

纳米镜技术的基本原理为：基于单分子探测技术的随机光学重建超分辨成像技术(STORM)，原理是基于单分子荧光的抑制，利用不同荧光标记分子的不同波长或不同时间或不同强度的荧光激活，对生物样品进行多帧成像，依据可测定的荧光标记之间的距离，最后重构出超分辨的荧光像。

常规STORM采用Cy3和Cy5分子组成探针对，通过二者间的相互作用控制明暗两态之间的转化，直至永久性漂白。具体过程如下：首先采用一束较强的红光使观测范围内所有的Cy5分子进入暗态。接着采用较弱的绿光(～1w/cm²)抽运Cy3分子到激发态，通过处于激发态的Cy3分子与Cy5分子的相互作用使一小部分Cy5分子从暗态恢复至荧光态。此时，再次利用红光(～30w/cm²)可以激发这一小部分Cy5分子发射荧光。发射荧光后的Cy5分子将再次暂时进入一个稳定的暗态，等待下次被激活。通过红绿激光对Cy3－Cy5荧光分子进行交替照明，可使Cy5荧光分子反复经历“激发－荧光发射－暂时漂白恢复一再激发”的循环达数百次，直到最终被永久性漂白。由此可见，Cy5分子单次循环类似于光激活定位超分辨成像(PALM)。将单次循环获得的光子信号利用PSF数字化得到中心点。不同的是单次循环后Cy5分子只是暂时漂白。在Cy3分子的作用下可以恢复进入下一次循环。多次循环得到多个中心点，最后将所有的中心点使用高斯函数拟合，以高斯函数中心点作为Cy5分子的位置。所有探针分子对都经历以上过程确定它们的位置，从而实现整幅图像的重构。现有应用STORM技术的超分辨成像仪器，如尼康N-STORM超分辨成像显微镜应用3维高精度多通道分子定位和重建，从而实现了比传统显微镜高10倍(横向约20nm)的超高分辨率。但是，多通道激发机制给实验仪器造成了一定的复杂性，从而在一定程度上限制了STORM超分辨成像仪器的应用和推广。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单通道光学超分辨成像仪器，用于解决现有技术中超分辨成像(STORM)技术多通道激发的复杂性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块及成像、扫描与探测模块；

所述激发光源模块包括的激光器、声光调制器、光纤耦合器；所述激光器、声光调制器、及光纤耦合器依次排列；所述激光器、声光调制器、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器的光轴在同一直线上；

所述成像、扫描与探测模块包括两片透镜、偏振分束器、显微物镜、样品台及成像装置；所述两片透镜、偏振分束器以及显微物镜的光轴在同一直线上，且所述成像装置与偏振分束器的光轴在同一直线上。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述激发光源模块还包括频率扫描及选择装置，所述激光器、声光调制器、频率扫描选择装置以及光纤耦合器的光轴在同一直线上。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘、电控制法布里-珀罗干涉滤波器及电控制角度可调非线性晶体中的一种或两种以上组合。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述频率扫描及选择装置包括电控制带通滤波片转盘，所述电控制带通滤波片转盘设置于所述声光调制器与所述光纤耦合器之间。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述频率扫描及选择装置包括电控制法布里-珀罗干涉滤波器，所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器设置于所述声光调制器与所述光纤耦合器之间。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述频率扫描及选择装置包括电控制角度可调非线性晶体，所述电控制角度可调非线性晶体设置于所述激光器内部。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述样品台为三维纳米平移台。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述激发光源模块及成像、扫描与探测模块通过光纤连接。

作为本发明的单通道光学超分辨成像仪器的一种优选方案，所述成像装置为电子倍增电荷耦合器。

如上所述，本发明提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块及成像、扫描与探测模块；所述激发光源模块包括的激光器、声光调制器、光纤耦合器；所述激光器、声光调制器、及光纤耦合器依次排列；所述激光器、声光调制器、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器的光轴在同一直线上；所述成像、扫描与探测模块包括两片透镜、偏振分束器、显微物镜、样品台及成像装置；所述两片透镜、偏振分束器以及显微物镜的光轴在同一直线上，且所述成像装置与偏振分束器的光轴在同一直线上。本发明具有以下有益效果：

1)本发明使用步进电机作为驱动，实现电控制，并能获得点反馈，易于实现对激发光源频率扫描的精确控制。

2)本发明应用频率扫描技术对样品进行激发，实现了单通道激发，将大大简化现有STORM超分辨成像仪器多通道激发的复杂性。

3)本发明采用三种不同的方式实现频率扫描，便于根据不同的实验要求及观察目的选用不同的频率扫描方式增强了STORM超分辨成像仪器的可用性和拓展性。

4)本发明采用偏振滤波技术进行荧光收集，这在量子点共振激发单光子源中已经证明是非常有效的手段，但用在STORM成像上还未见使用。

附图说明

图1显示为本发明的超分辨成像装置的正视示意图。

图2显示为本发明的超分辨成像装置的整体立体示意图。

图3显示为本发明的采用电控制带通滤波片转盘方式的超分辨成像装置的正视示意图。

图4显示为本发明的采用电控制带通滤波片转盘方式的超分辨成像装置的俯视示意图。

图5显示为本发明的采用电控制带通滤波片转盘方式的超分辨成像装置的整体立体示意图。

图6显示为本发明的采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器方式的超分辨成像装置的正视示意图。

图7显示为本发明的采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器方式的超分辨成像装置的俯视示意图。

图8显示为本发明的采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器方式的超分辨成像装置的整体立体示意图。

图9显示为本发明的采用电控制角度可调非线性晶体方式的超分辨成像装置的正视示意图。

图10显示为本发明的采用电控制角度可调非线性晶体方式的超分辨成像装置的俯视示意图。

图11显示为本发明的采用电控制角度可调非线性晶体方式的超分辨成像装置的整体立体示意图。

元件标号说明

1激发光源模块

2成像、扫描与探测模块

11激光器

12声光调制器

13光纤耦合器

14电控制带通滤波片转盘

15电控制法布里-珀罗干涉滤波器

16电控制角度可调非线性晶体

21透镜

22偏振分束器

23显微物镜

24样品台

25成像装置

26样品

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

如图1～图2所示，本实施例提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2；

所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13；所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列；所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上；

所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25；所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上，且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。

作为示例，所述样品台24为三维纳米平移台。

作为示例，所述激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2通过光纤连接。

作为示例，所述成像装置25为电子倍增电荷耦合器。

本实施例的单通道光学超分辨成像仪器的工作原理为：

所述的所述激光器11产生超连续光谱，激光经过所述声光调制器12照射到光经光纤耦合器13耦合进入光纤；光通过光纤进入所述成像、扫描与探测模块2；光进入所述成像、扫描与探测模块2后经过两片所述两个透镜21进行准直；准直后的光照射到所述偏振分束器22上，所述偏振滤波器对照射到上面的线性偏振态光透过；特定偏振的光透过所述偏振分束器22进入显微物镜23并最终照射到样品26上，所述样品26固定在所述三维纳米平移台上，所述三维纳米平移台带动所述样品26做三维纳米移动；特定偏振态的光依照共振激发的原则对所述样品26进行荧光激发，激发的荧光与激发反射光一起经显微物镜23收集到偏振分束器22上，所述偏振分束器22对收集的荧光和激发光进行偏振滤波，使反射回来的激发光通过所述偏振滤波器，使激发的荧光反射并最终在电子倍增电荷耦合器上成像，小部分与激发光偏振一致的荧光和激发光一起通过偏振滤波器，没有收集成像。

实施例2

如图3～图5所示，本实施例提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2；

所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13；所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列；所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上；

所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25；所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上，且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。

作为示例，所述样品台24为三维纳米平移台。

作为示例，所述激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2通过光纤连接。

作为示例，所述成像装置25为电子倍增电荷耦合器。

作为示例，所述激发光源模块1还包括频率扫描及选择装置，所述激光器11、声光调制器12、频率扫描选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上。所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘14、电控制法布里-珀罗干涉滤波器15及电控制角度可调非线性晶体16中的一种或两种以上组合。

在本实施例中，所述频率扫描及选择装置包括电控制带通滤波片转盘14，所述电控制带通滤波片转盘14设置于所述声光调制器12与所述光纤耦合器13之间。

本实施例的采用电控制带通滤波片转盘14方式单通道光学超分辨成像仪器的工作原理为：

所述的所述激光器11产生超连续光谱，激光经过所述声光调制器12照射到所述电控制带通滤波片转盘14上，所述声光调制器12对所述激光器11发射的激光强度进行调节，所述电控制带通滤波片转盘14电控可调，带动带通滤波片做圆周运动，所述电控制带通滤波片转盘14上的带通滤波片频率不同，通过所述电控制带通滤波片转盘14的带动对超连续激光光谱进行频率选择，通过对滤波片转盘的电控制能够实现频率扫描，经过带通滤波片转盘后激光频率一定；经所述电控制带通滤波片转盘14选定的特定频率的光经光纤耦合器13耦合进入光纤；光通过光纤进入所述成像、扫描与探测模块2；

特定频率的光进入所述成像、扫描与探测模块2后经过两片所述两个透镜21进行准直；准直后的光照射到所述偏振分束器22上，所述偏振滤波器对照射到上面的线性偏振态光透过；特定频率特定偏振的光透过所述偏振分束器22进入显微物镜23并最终照射到样品26上，所述样品26固定在所述三维纳米平移台上，所述三维纳米平移台带动所述样品26做三维纳米移动；特定频率特定偏振态的光依照共振激发的原则对所述样品26进行荧光激发，激发的荧光与激发反射光一起经显微物镜23收集到偏振分束器22上，所述偏振分束器22对收集的荧光和激发光进行偏振滤波，使反射回来的激发光通过所述偏振滤波器，使激发的荧光反射并最终在电子倍增电荷耦合器上成像，小部分与激发光偏振一致的荧光和激发光一起通过偏振滤波器，没有收集成像。

另外，以自组织量子点为例，本实施例中应用频率扫描、共振激发和偏振滤波相结合的单通道STORM成像技术的原理为：

自组织量子点的特点是量子点的尺寸存在一定的分布，使得每个量子点的荧光发射波长存在差异。共振激发和频率扫描相结合，使得在某一激发时间内只有部分量子点被有效的激发荧光，从而使单个量子点的荧光进行随机的“开”或“关”，对频率扫描的多帧成像可以重构超衍射分辨的像。由于共振激发，荧光和激发光波长相差很小，且在频率扫描中不断变化，因此原有滤波技术不适用，而采用本发明的偏振滤波技术则可以进行荧光的收集。

实施例3

如图6～图8所示，本实施例提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2；

所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13；所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列；所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上；

所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25；所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上，且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。

作为示例，所述样品台24为三维纳米平移台。

作为示例，所述激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2通过光纤连接。

作为示例，所述成像装置25为电子倍增电荷耦合器。

作为示例，所述激发光源模块1还包括频率扫描及选择装置，所述激光器11、声光调制器12、频率扫描选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上。所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘14、电控制法布里-珀罗干涉滤波器15及电控制角度可调非线性晶体16中的一种或两种以上组合。

在本实施例中，所述频率扫描及选择装置包括电控制法布里-珀罗干涉滤波器15，所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15设置于所述声光调制器12与所述光纤耦合器13之间。

本实施例的采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器15方式单通道光学超分辨成像仪器的工作原理为：

所述采用电控制法布里-珀罗干涉滤波器15方式的所述激光器11产生超连续激光脉冲，激光经过所述声光调制器12照射到所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15上，所述声光调制器12对激光器11发射的激光强度进行调制，形成时序控制，所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15的镜片间距离可以电控调节，通过共振条件使特定频率的光具有高透射率，通过改变所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器15的镜片间距离实现频率扫描；经法布里-珀罗干涉滤波片后的特定频率的光经所述光纤耦合器13耦合进入光纤；光通过光纤进入所述成像、扫描与探测模块2；

特定频率的光进入所述成像、扫描与探测模块2后经过两片所述两个透镜21进行准直；准直后的光照射到所述偏振分束器22上，所述偏振滤波器对照射到上面的线性偏振态光透过；特定频率特定偏振的光透过所述偏振分束器22进入显微物镜23并最终照射到样品26上，所述样品26固定在所述三维纳米平移台上，所述三维纳米平移台带动所述样品26做三维纳米移动；特定频率特定偏振态的光依照共振激发的原则对所述样品26进行荧光激发，激发的荧光与激发反射光一起经显微物镜23收集到偏振分束器22上，所述偏振分束器22对收集的荧光和激发光进行偏振滤波，使反射回来的激发光通过所述偏振滤波器，使激发的荧光反射并最终在电子倍增电荷耦合器上成像，小部分与激发光偏振一致的荧光和激发光一起通过偏振滤波器，没有收集成像。

另外，以自组织量子点为例，本实施例中应用频率扫描、共振激发和偏振滤波相结合的单通道STORM成像技术的原理为：

自组织量子点的特点是量子点的尺寸存在一定的分布，使得每个量子点的荧光发射波长存在差异。共振激发和频率扫描相结合，使得在某一激发时间内只有部分量子点被有效的激发荧光，从而使单个量子点的荧光进行随机的“开”或“关”，对频率扫描的多帧成像可以重构超衍射分辨的像。由于共振激发，荧光和激发光波长相差很小，且在频率扫描中不断变化，因此原有滤波技术不适用，而采用本发明的偏振滤波技术则可以进行荧光的收集。

实施例4

如图9～图11所示，本实施例提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2；

所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13；所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列；所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上；

所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25；所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上，且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。

作为示例，所述样品台24为三维纳米平移台。

作为示例，所述激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2通过光纤连接。

作为示例，所述成像装置25为电子倍增电荷耦合器。

作为示例，所述激发光源模块1还包括频率扫描及选择装置，所述激光器11、声光调制器12、频率扫描选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上。所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘14、电控制法布里-珀罗干涉滤波器15及电控制角度可调非线性晶体16中的一种或两种以上组合。

在本实施例中，所述频率扫描及选择装置包括电控制角度可调非线性晶体16，所述电控制角度可调非线性晶体16设置于所述激光器11内部。

本实施例的采用电控制角度可调非线性晶体16方式单通道光学超分辨成像仪器的工作原理为：

所述激光器11内部采用所述电控制角度可调非线性晶体16，所述电控制角度可调非线性晶体16角度电控可调，应用光双折射非线性波长匹配原理可以通过改变非线性晶体的角度对照射到非线性晶体上的频率匹配条件进行选择，通过电控制改变非线性晶体的角度实现频率扫描的目的；经非线性晶体选择后的特定频率的光通过声光调制器12照射到光纤耦合器13上，所述声光调制器12对激光器11发射的激光强度进行调节，光通过所述光纤耦合器13耦合进入光纤；光通过光纤进入所述成像、扫描与探测模块2；

特定频率的光进入所述成像、扫描与探测模块2后经过两片所述两个透镜21进行准直；准直后的光照射到所述偏振分束器22上，所述偏振滤波器对照射到上面的线性偏振态光透过；特定频率特定偏振的光透过所述偏振分束器22进入显微物镜23并最终照射到样品26上，所述样品26固定在所述三维纳米平移台上，所述三维纳米平移台带动所述样品26做三维纳米移动；特定频率特定偏振态的光依照共振激发的原则对所述样品26进行荧光激发，激发的荧光与激发反射光一起经显微物镜23收集到偏振分束器22上，所述偏振分束器22对收集的荧光和激发光进行偏振滤波，使反射回来的激发光通过所述偏振滤波器，使激发的荧光反射并最终在电子倍增电荷耦合器上成像，小部分与激发光偏振一致的荧光和激发光一起通过偏振滤波器，没有收集成像。

另外，以自组织量子点为例，本实施例中应用频率扫描、共振激发和偏振滤波相结合的单通道STORM成像技术的原理为：

自组织量子点的特点是量子点的尺寸存在一定的分布，使得每个量子点的荧光发射波长存在差异。共振激发和频率扫描相结合，使得在某一激发时间内只有部分量子点被有效的激发荧光，从而使单个量子点的荧光进行随机的“开”或“关”，对频率扫描的多帧成像可以重构超衍射分辨的像。由于共振激发，荧光和激发光波长相差很小，且在频率扫描中不断变化，因此原有滤波技术不适用，而采用本发明的偏振滤波技术则可以进行荧光的收集。

如上所述，本发明提供一种单通道光学超分辨成像仪器，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块1及成像、扫描与探测模块2；所述激发光源模块1包括的激光器11、声光调制器12、光纤耦合器13；所述激光器11、声光调制器12、及光纤耦合器13依次排列；所述激光器11、声光调制器12、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器13的光轴在同一直线上；所述成像、扫描与探测模块2包括两片透镜21、偏振分束器22、显微物镜23、样品台24及成像装置25；所述两片透镜21、偏振分束器22以及显微物镜23的光轴在同一直线上，且所述成像装置25与偏振分束器22的光轴在同一直线上。本发明具有以下有益效果：

1)本发明使用步进电机作为驱动，实现电控制，并能获得点反馈，易于实现对激发光源频率扫描的精确控制。

2)本发明应用频率扫描技术对样品进行激发，实现了单通道激发，将大大简化现有STORM超分辨成像仪器多通道激发的复杂性。

3)本发明采用三种不同的方式实现频率扫描，便于根据不同的实验要求及观察目的选用不同的频率扫描方式增强了STORM超分辨成像仪器的可用性和拓展性。

4)本发明采用偏振滤波技术进行荧光收集，这在量子点共振激发单光子源中已经证明是非常有效的手段，但用在STORM成像上还未见使用。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于，所述单通道光学超分辨成像仪器至少包括激发光源模块及成像、扫描与探测模块；

所述激发光源模块包括的激光器、声光调制器、光纤耦合器；所述激光器、声光调制器、及光纤耦合器依次排列；所述激光器、声光调制器、频率扫描及选择装置以及光纤耦合器的光轴在同一直线上；

所述成像、扫描与探测模块包括两片透镜、偏振分束器、显微物镜、样品台及成像装置；所述两片透镜、偏振分束器以及显微物镜的光轴在同一直线上，且所述成像装置与偏振分束器的光轴在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述激发光源模块还包括频率扫描及选择装置，所述激光器、声光调制器、频率扫描选择装置以及光纤耦合器的光轴在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述频率扫描及选择装置选自电控制带通滤波片转盘、电控制法布里-珀罗干涉滤波器及电控制角度可调非线性晶体中的一种或两种以上组合。

4.根据权利要求3所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述频率扫描及选择装置包括电控制带通滤波片转盘，所述电控制带通滤波片转盘设置于所述声光调制器与所述光纤耦合器之间。

5.根据权利要求3所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述频率扫描及选择装置包括电控制法布里-珀罗干涉滤波器，所述电控制法布里-珀罗干涉滤波器设置于所述声光调制器与所述光纤耦合器之间。

6.根据权利要求3所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述频率扫描及选择装置包括电控制角度可调非线性晶体，所述电控制角度可调非线性晶体设置于所述激光器内部。

7.根据权利要求1所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述样品台为三维纳米平移台。

8.根据权利要求1所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述激发光源模块及成像、扫描与探测模块通过光纤连接。

9.根据权利要求1所述的单通道光学超分辨成像仪器，其特征在于：所述成像装置为电子倍增电荷耦合器。