CN110057822A - 一种用于病理检查的光学成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种用于病理检查的光学成像系统，涉及医疗设备技术领域，通过由脉冲激光输出装置产生第一超短脉冲激光，并将第一超短脉冲激光照射在色散组件，由色散组件将第一超短脉冲激光包含的不同单色光组分在空间上分离开，色散为多束第二超短脉冲激光，进而由物镜聚焦，在物镜的焦平面重新组合在一起，形成时域聚焦，同时由物镜与色散组件相配合，使每束第二超短脉冲激光都以平行光的形式照射样本，形成宽场照明，增大激发样本产生非线性光学信号的区域，能够提升对样本进行非线性光学显微成像NLM的速度，利用快速的光学切片成像避免对组织进行复杂的处理及物理切片，以提升病理检查的速度。

Description

一种用于病理检查的光学成像系统

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种用于病理检查的光学成像系统。

背景技术

肿瘤切除边界的术中评估对于优化手术方案、实施根治性切除以及避免再次手术意义重大，决定着肿瘤的预后和复发几率。组织病理学检查是用于评估肿瘤切除边界的金标准。然而，该技术涉及复杂的样品处理步骤，包括固定、脱水、包埋、切片、染色等，通常耗时3-5天，因而无法用于术中。

在实际的术中，取而代之的是快速冰冻切片技术，该技术基于对手术切除组织的快速冰冻实现切片处理，避免了固定、包埋等耗时操作，一般只需15-30分钟即可完成。然而，相对于常规组织病理学检查，快速冰冻切片技术的灵敏度、特异性，以及检测范围都非常有限，对于手术边界的评估能力欠佳。此外，一些组成特殊的组织，如以脂肪为主要成分的乳腺组织，是不易冻结的，这进一步限制了快速冰冻切片技术的应用范围。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于病理检查的光学成像系统，能够提升对样本进行NLM(Nonlinear Optical Microscopy，非线性光学显微成像)的速度，利用快速的光学切片成像避免对组织进行复杂的处理及物理切片，以提升病理检查的速度。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例提供一种用于病理检查的光学成像系统，包括脉冲激光输出装置、色散组件及NLM信号激发与探测装置；

所述脉冲激光输出装置产生第一超短脉冲激光，并将所述第一超短脉冲激光照射至所述色散组件；

所述色散组件将所述第一超短脉冲激光包含的不同单色光组分在空间上分离开，色散为多束第二超短脉冲激光；

所述NLM信号激发与探测装置利用所述多束第二超短脉冲激光照射样本，以激发所述样本产生NLM信号，并根据所述NLM信号重建出所述样本的NLM图像。

进一步地，所述色散组件为衍射光栅；

所述衍射光栅通过衍射将所述第一超短脉冲激光色散为所述多束第二超短脉冲激光。

进一步地，所述脉冲激光输出装置包括超短脉冲激光器和功率调节器；

所述超短脉冲激光器产生所述第一超短脉冲激光；

所述功率调节器将所述第一超短脉冲激光的功率衰减后，照射至所述色散组件。

进一步地，所述脉冲激光输出装置还包括反射件；

所述反射件将所述功率衰减的第一超短脉冲激光反射至所述色散组件。

进一步地，所述脉冲激光输出装置还包括扩束件；

所述扩束件将所述功率衰减的第一超短脉冲激光扩束后，照射至所述色散组件。

进一步地，所述NLM信号激发与探测装置包括管镜、二向色镜、物镜、成像透镜、第一感光元件及计算机控制处理单元；

所述多束第二超短脉冲激光透过所述管镜及所述二向色镜后，由所述物镜聚焦照射所述样本，以激发所述样本产生所述NLM信号；

所述NLM信号透过所述物镜后，由所述二向色镜反射并透过所述成像透镜后被所述第一感光元件采集并转化为第一电信号；

所述计算机控制处理单元与所述第一感光元件电连接，且接收所述第一感光元件输出的由所述NLM信号转化而来的第一电信号，并基于所述第一电信号重建出所述样本的所述NLM图像。

进一步地，所述NLM信号激发与探测装置还包括轴向驱动设备；

所述轴向驱动设备驱动所述物镜靠近或远离所述样本。

进一步地，所述NLM信号激发与探测装置还包括平移载物台；

所述平移载物台承载所述样本，并选择性地带动所述样本与所述物镜水平错动。

进一步地，所述第一感光元件为彩色CCD。

进一步地，所述NLM信号激发与探测装置还包括第一反射镜、白光光源及第二感光元件；

在所述脉冲激光输出装置不工作时，所述白光光源启动工作，产生白光，以照亮所述样本；

所述样本反射所述白光，所述经样本反射的白光透过所述物镜，并经所述第一反射镜反射后被所述第二感光元件采集并转化为第二电信号；

所述计算机控制处理单元接收所述第二感光元件输出的所述第二电信号，并基于所述第二电信号，重建出所述样本的白光图像；

在所述脉冲激光输出装置启动工作时，所述第一反射镜不位于所述第一超短脉冲激光或所述多束第二超短脉冲激光所在的光路，且所述白光光源不工作。

相对于现有技术，本申请实施例提供的一种用于病理检查的光学成像系统，由脉冲激光输出装置产生第一超短脉冲激光，并将第一超短脉冲激光照射在色散组件，由色散组件将第一超短脉冲激光的不同单色光组分在空间上分离开，色散为多束第二超短脉冲激光，进而由NLM信号激发与探测装置对多束第二超短脉冲激光进行会聚后照射样本，并通过与色散组件相配合，形成时域聚焦宽场照明，增大激发样本产生NLM信号的区域，能够提升对样本进行NLM成像的速度，利用快速的光学切片成像避免对组织进行复杂的处理及物理切片，以提升病理检查的速度。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更浅显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的光学成像系统的一种示意性结构图；

图2示出了本申请实施例提供的光学成像系统的另一种示意性结构图。

图中：10-光学成像系统；20-样本；100-脉冲激光输出装置；110-超短脉冲激光器；120-功率调节器；130-反射件；131-第二反射镜；132-第三反射镜；140-扩束件；141-第一扩束镜；142-第二扩束镜；200-色散组件；300-NLM信号激发与探测装置；310-管镜；320-二向色镜；330-物镜；340-成像透镜；350-第一感光元件；360-计算机控制处理单元；370-轴向驱动设备；380-平移载物台；390-白光光源；391-第一反射镜；392-第二感光元件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

光学切片层析显微成像技术能够避免对组织进行物理切片，简化样品处理步骤，在肿瘤切除边界的术中评估方面具有较大的应用潜力。其中，OCT(Optical CoherenceTomography，光学相干断层成像)、SRS(Stimulated Raman Scattering，受激拉曼散射显微成像)等依赖内源性对比度成像的技术所显示的结构与常规病理检查结果存在一定的差距，无法直接由病理医生解读，因而难以被广泛接受。依赖外源性对比度成像的技术中，SIM(Structure Illumination Microscopy，结构光照明显微成像)、LSM(Light-SheetMicroscopy，光片照明显微成像)及MUSE(Microscopy with Ultraviolet SurfaceExcitation，紫外表面激发显微成像)虽然成像速度快，但只能获得组织的浅表信息，CFM(Confocal Fluorescence Microscopy，共聚焦荧光显微成像)采用点扫描成像模式，成像速度慢，并且穿透深度有限，存在光漂白、光毒性等问题。

NLM技术具有超强的组织穿透能力、固有的层析能力、低的光漂白和光毒性等显著优势，但因同样采用点扫描成像模式，也具有成像速度慢的缺陷。

请参阅图1，图1示出了本申请实施例所提供的光学成像系统10的一种示意性结构图，该光学成像系统10可以用于病理检查，以提升病理检查的速度。该光学成像系统10包括脉冲激光输出装置100、色散组件200及NLM信号激发与探测装置300。

其中，该光学成像系统10在工作时，脉冲激光输出装置100产生第一超短脉冲激光，并将第一超短脉冲激光照射在色散组件200，由色散组件200将第一超短脉冲激光包含的不同单色光组分在空间上分离开，色散为多束第二超短脉冲激光，进而由NLM信号激发与探测装置300在利用多束第二超短脉冲激光照射样本20，以激发样本20产生NLM信号，并利用样本20所产生的NLM信号重建样本20的NLM图像时，采用与色散组件200相配合，将一束第一超短脉冲激光色散得到多束第二超短脉冲激光，时域聚焦后照射样本20的一个区域进行宽场成像的模式，替换由一束第一超短脉冲激光空间聚焦后照射样本20的一个点进行点扫描成像的模式，提升对样本20进行NLM成像的速度。

可选地，作为一种可能的实现方式，色散组件200可以采用衍射光栅，第一超短脉冲激光照射在衍射光栅时，衍射光栅通过衍射将第一超短脉冲激光色散为多束第二超短脉冲激光。

值得说明的是，在本申请实施例其他的一些实施方式中，色散组件200还可以采用除衍射光栅之外的其他一些结构或设备，比如，还可以采用色散棱镜作为色散组件200，只要用作色散组件200的结构或设备能够将第一超短脉冲激光色散为多束第二超短脉冲激光即可。

可选地，作为一种可能的实现方式，脉冲激光输出装置100包括超短脉冲激光器110和功率调节器120。

超短脉冲激光器110产生第一超短脉冲激光，并由功率调节器120将第一超短脉冲激光的功率衰减后，照射至色散组件200，使得入射色散组件200的第一超短脉冲激光的光功率符合激光安全应用标准，比如ANSI(AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE，美国国家标准学会)标准，同时确保照射在样本20表面的光功率不会对样本20造成光损伤或光毒性。

其中，可选地，作为一种可能的实现方式，超短脉冲激光器110可以选用高重复频率的超短脉冲激光器，比如重复频率为80MHz的钛宝石飞秒激光器，也可以选用其他高重复频率的飞秒、皮秒激光器，或其他能够用于样本20双光子激发荧光成像和二次谐波成像的激光器。

另外，产生第一超短脉冲激光的超短脉冲激光器110可以是波长可调谐的，比如上述覆盖680–1020nm波段、重复频率为80MHz的钛宝石飞秒激光器，也可以是单一波长的，比如针对特定的荧光染料组合，吖啶橙和磺酰罗丹明101，选择780nm或者1040nm等波长的超短脉冲激光器，作为该光学成像系统10用于NLM成像的光源，获取近似于H&E(Hematoxylin-Eosin，苏木精-伊红)染色切片的组织学图像，相比NLM成像通常使用的波长可调谐飞秒脉冲激光器，能够降低成本。

可选地，作为一种可能的实现方式，该脉冲激光输出装置100还包括反射件130，该反射件130将经功率调节器120衰减的第一超短脉冲激光反射至色散组件200，进而使超短脉冲激光器110和功率调节器120的位置无需固定不变，而是能够根据光学成像系统10的具体架构设计需求进行协调。

比如，作为一种可能的实现方式，请继续参阅图1，反射件130可由第二反射镜131和第三反射镜132构成，由第二反射镜131和第三反射镜132将功率衰减的第一超短脉冲激光反射至色散组件200。

值得说明的是，图1中反射件130包括第二反射镜131和第三反射镜132仅为示意，在本申请实施例其他的一些可能的实现方式中，反射件130还可以包括更多或更少的反射镜，比如采用一个反射镜实现，或者采用三个、四个甚至更多的反射镜实现，只要反射件130能够将第一超短脉冲激光反射至色散组件200即可。

可选地，作为一种可能的实现方式，该脉冲激光输出装置100还包含扩束件140，该扩束件140将功率衰减的第一超短脉冲激光扩束后，照射至色散组件200。进而使照射在色散组件200上的第一超短脉冲激光的光束足够大，从而使色散组件200能够将第一超短脉冲激光充分色散得到多束第二超短脉冲激光。

比如，作为一种可能的实现方式，请继续参阅图1，扩束件140可由第一扩束镜141和第二扩束镜142构成，由第一扩束镜141和第二扩束镜142相配合，将第一超短脉冲激光扩束后照射至色散组件200。

值得说明的是，图1中扩束件140包括第一扩束镜141和第二扩束镜142仅为示意，在本申请实施例其他的一些可能的实现方式中，扩束件140还可以包括更多的扩束镜，比如采用四个扩束镜实现，只要扩束件140能够将第一超短脉冲激光扩束后照射至色散组件200即可。

可选地，请继续参阅图1，作为一种可能的实现方式，NLM信号激发与探测装置300包括管镜310、二向色镜320、物镜330、成像透镜340、第一感光元件350及计算机控制处理单元360。

其中，二向色镜320能够使第二超短脉冲激光透过，而使NLM信号被反射。

由此，经过色散组件200色散得到的多束第二超短脉冲激光，透过管镜310后，多束第二超短脉冲激光之间的关系被调整为相互平行，再透过二向色镜320和物镜330后，每束第二超短脉冲激光被调整为平行光，且在物镜330的焦平面重新组合在一起，会聚照射至样本20，形成时域聚焦宽场照明，以激发样本20产生NLM信号，比如双光子激发荧光信号、二次谐波信号等；并且，激发样本20所产生的NLM信号又透过物镜330，照射在二向色镜320上，被二向色镜320反射并透过成像透镜340后被第一感光元件350采集并转化为第一电信号，由此，与第一感光元件350电连接的计算机控制处理单元360接收第一感光元件350输出的由NLM信号转化而来的第一电信号，并基于第一电信号重建出样本20的NLM图像。其中，由于多束第二超短脉冲激光时域聚焦后，单束第二超短脉冲激光以平行光形式照射样本20的一个区域进行宽场成像，相比于单束第一超短脉冲激光空间聚焦后仅照射样本20的一个点进行点扫描成像，提升了对样本20进行NLM成像的速度，从而使病理检查在成像环节节约了时间，并利用NLM这种光学切片技术避免了在病理检查时进行物理切片，进而避免了复杂的物理切片前样品处理，提升了病理检查的速度。

其中，作为一种可能的实现方式，第一感光元件350可以采用彩色CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合元件)。由于通常需要采用多种染料对样本20的不同结构组分进行染色标记才能获得与临床病理检查接近的组织学图像，第一感光元件350所获得的NLM信号中通常包含有多种荧光信号，如果采用彩色CCD，第一感光元件350就能够直接获取样本20的真彩图像，病理医生可以通过色彩差异区分不同种类的荧光信号，从而避免在成像系统的探测光路使用分光、滤光器件和多个探测器，简化了系统结构。

作为一种可能的实现方式，在本申请实施例中，物镜330的焦平面与色散组件200共轭，即色散组件200放置于管镜310的焦平面处，而管镜310与物镜330的距离等于管镜310的焦距加上物镜330的焦距，以使每束第二超短脉冲激光都以平行光的形式照射样本20，形成宽场照明，进而实现宽场NLM成像，提升对样本20进行NLM成像的速度。

作为一种可能的实现方式，物镜330可以包括有多个可自由切换且放大倍率不同的物镜单元，用于实现多种尺度(即多种分辨率和多种视场大小)的病理成像。

可选地，请继续参阅图1，作为一种可能的实现方式，NLM信号激发与探测装置300还包括有轴向驱动设备370，该轴向驱动设备370驱动物镜330靠近或远离样本20，以调整多束第二超短脉冲激光会聚在样本20的不同深度，使得在对样本20进行成像时，能够获取样本20不同深度的信息，实现三维成像。

比如，作为一种可能的实现方式，轴向驱动设备370可以采用步进电机实现，并且，可在计算机控制处理单元360中配置相应的控制程序，以控制步进电机工作，进而带动物镜330靠近或远离样本20。

可选地，请继续参阅图1，作为一种可能的实现方式，NLM信号激发与探测装置300还包括有平移载物台380，该平移载物台380承载样本20，并选择性地带动样本20与物镜330水平错动。

比如，作为一种可能的实现方式，平移载物台380可以采用电动载物台实现，并且，可在计算机控制处理单元360中配置相应的控制程序，以控制电动载物台工作，进而在需要时，可以控制电动载物台移动，进而带动样本20与物镜330水平错动，使得对样本20进行NLM成像时，能够获取样本20不同区域的信息，实现大面积成像。

可选地，请参阅图2，图2示出了本申请实施例提供的光学成像系统10的另一种示意性结构图，作为一种可能的实现方式，该NLM信号激发与探测装置300还包括白光光源390、第一反射镜391及第二感光元件392。

其中，在脉冲激光输出装置100不工作时，样本20不会受激光激发产生NLM信号，此时，白光光源390启动工作，产生白光，样本20受白光照射反射白光信号，该经样本20反射的白光信号透过物镜330，经过第一反射镜391反射后被第二感光元件392采集并转化为第二电信号，由此，与第二感光元件392电连接的计算机控制处理单元360接收第二感光元件392输出的由反射光信号转化而来的第二电信号，并基于该第二电信号，重建出样本20的白光图像，便于病理医生观察样本20，此时，可以理解为光学成像系统10处于白光成像模式。

值得说明的是，在本申请实施例其他一些可能的应用场景中，还可以采用目镜替换第二感光元件392，即直接用目镜配合第一反射镜391及物镜330观察样本20，无需由第二感光元件392结合计算机控制处理单元360实时采集白光图像用于观察。

并且，在本申请实施例中，脉冲激光输出装置100在工作时，第一反射镜391不位于第一超短脉冲激光或多束第二超短脉冲激光所在的光路，避免第一反射镜391阻断NLM成像，且白光光源390不工作，此时，可以理解为光学成像系统10处于NLM成像模式。

其中，上述白光成像模式可以用于在NLM成像前对样本20进行快速定位，包括感兴趣区域的选择和调焦。在白光成像模式下，通过目镜观察或实时采集样本图像的方式，医生可在NLM成像前对样本20进行观察，控制轴向驱动设备370驱动物镜330靠近或远离样本20，进而使样本20处于物镜330的焦平面处；或者是控制平移载物台380将样本20中的感兴趣区域移至视场中央。并且，第一反射镜391还可以固定于一机械装置，比如拉杆、一维平移台等，或者是其他用于控制第一反射镜391移动的机械装置，当该光学成像系统10处于白光成像模式时，第一反射镜391被推入光路中，与物镜330及第二感光元件392等相配合，以供医生对样本20进行观察；而当该光学成像系统10处于NLM成像模式时，则移动第一反射镜391退出第一超短脉冲激光或第二超短脉冲激光所在的光路，以实现白光成像模式与NLM成像模式间的切换。

下面结合操作应用实例，对本申请实施例提供的光学成像系统10进行示例性说明。

首先对手术切除得到的组织进行近似于H&E染色的荧光标记，例如采用吖啶橙和磺酰罗丹明101对组织进行约2分钟的染色，然后采用缓冲液漂洗约20秒；随后，将经过漂洗的组织放置于平移载物台380上的样品盒内，盖上盖玻片，准备成像；接下来，先在低倍物镜下，例如5倍物镜下，采用白光成像模式调整组织样本的横向和纵向位置，确定成像区域后，将该光学成像系统10切换至NLM成像模式，在NLM成像模式下，采用荧光标记物相对应的激发波长，例如这里针对吖啶橙和磺酰罗丹明101可以选择780nm的激发波长，对组织样本进行快速成像，获取组织样本的结构信息；根据成像结果，进一步确定需要观察精细结构的区域；然后将物镜切换至高倍镜下，例如10倍物镜下，对该区域进行高分辨NLM成像，病理医生可综合成像结果对肿瘤切除边界进行评估、作出诊断。其中，可以根据实际需求灵活调整成像方案，也可以对组织进行三维成像或大体积成像获得组织的三维结构信息，用以辅助诊断。从处理组织样品到成像观察，仅需几分钟到十几分钟就能完成，大幅度提升了病理检查的速度。成像结束后，可立刻将组织样品放入福尔马林进行固定，用于后续常规病理检查。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于病理检查的光学成像系统，其特征在于，包括脉冲激光输出装置、色散组件及非线性光学显微成像NLM信号激发与探测装置；

所述脉冲激光输出装置产生第一超短脉冲激光，并将所述第一超短脉冲激光照射至所述色散组件；

所述色散组件将所述第一超短脉冲激光包含的不同单色光组分在空间上分离开，色散为多束第二超短脉冲激光；

所述NLM信号激发与探测装置利用所述多束第二超短脉冲激光照射样本，以激发所述样本产生NLM信号，并根据所述NLM信号重建出所述样本的NLM图像。

2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述色散组件为衍射光栅；

所述衍射光栅通过衍射将所述第一超短脉冲激光色散为所述多束第二超短脉冲激光。

3.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述脉冲激光输出装置包括超短脉冲激光器和功率调节器；

所述超短脉冲激光器产生所述第一超短脉冲激光；

所述功率调节器将所述第一超短脉冲激光的功率衰减后，照射至所述色散组件。

4.如权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，所述脉冲激光输出装置还包括反射件；

所述反射件将所述功率衰减的第一超短脉冲激光反射至所述色散组件。

5.如权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，所述脉冲激光输出装置还包括扩束件；

所述扩束件将所述功率衰减的第一超短脉冲激光扩束后，照射至所述色散组件。

6.如权利要求1-5中任一项所述的光学成像系统，其特征在于，所述NLM信号激发与探测装置包括管镜、二向色镜、物镜、成像透镜、第一感光元件及计算机控制处理单元；

所述多束第二超短脉冲激光透过所述管镜及所述二向色镜后，由所述物镜聚焦照射所述样本，以激发所述样本产生所述NLM信号；

所述NLM信号透过所述物镜后，由所述二向色镜反射并透过所述成像透镜后被所述第一感光元件采集并转化为第一电信号；

所述计算机控制处理单元与所述第一感光元件电连接，且接收所述第一感光元件输出的由所述NLM信号转化而来的第一电信号，并基于所述第一电信号重建出所述样本的所述NLM图像。

7.如权利要求6所述的光学成像系统，其特征在于，所述NLM信号激发与探测装置还包括轴向驱动设备；

所述轴向驱动设备驱动所述物镜靠近或远离所述样本。

8.如权利要求6所述的光学成像系统，其特征在于，所述NLM信号激发与探测装置还包括平移载物台；

所述平移载物台承载所述样本，并选择性地带动所述样本与所述物镜水平错动。

9.如权利要求6所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一感光元件为彩色CCD。

10.如权利要求6所述的光学成像系统，其特征在于，所述NLM信号激发与探测装置还包括第一反射镜、白光光源及第二感光元件；

在所述脉冲激光输出装置不工作时，所述白光光源启动工作，产生白光，以照亮所述样本；

所述样本反射所述白光，所述经样本反射的白光透过所述物镜，并经所述第一反射镜反射后被所述第二感光元件采集并转化为第二电信号；

所述计算机控制处理单元接收所述第二感光元件输出的所述第二电信号，并基于所述第二电信号，重建出所述样本的白光图像；

在所述脉冲激光输出装置启动工作时，所述第一反射镜不位于所述第一超短脉冲激光或所述多束第二超短脉冲激光所在的光路，且所述白光光源不工作。