CN110095856B - 同步正交激光图像重建超分辨率显微镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及同步正交激光图像重建超分辨率显微镜。同步正交激光图像重建超分辨率显微镜；同步多幅偏振光图像重构；球差校正；动态旋转偏振光图像的获得；正交偏振图像成像处理；任意角度偏振光图像组的图像重构；旋转偏振光的产生。克服光波的衍射斑点对光学显微镜分辨率的影响，突破阿贝极限，颠覆现有的光的衍射极限无法突破的观点；为相关的研究提供另外一条路径，大大提高光学显微镜的分辨率；本显微镜的分辨率极限为光子直径，现在还不知道光子的直径，但肯定小于10－15米，由于光子无静止质量，测不准原理对光子成像精度影响更小，会有更高的精度。

Description

同步正交激光图像重建超分辨率显微镜
技术领域
本发明涉及同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，特别涉及一种利用旋转偏振光装置的旋转偏振激光图像重建显微镜。
背景技术
现有的光学显微镜：由于光学显微镜由于光的衍射极限，最小显示分辨尺寸为0.2微米，分辨率太低，对纳米尺寸的样品无法使用；对原子尺度的更是无法成像；荧光显微镜虽然分辨率有所提高，但分辨率提高不多，且需要荧光样品才能成像，使用范围有限。
透射电子显微镜：带球差校正的分辨尺寸为0.74埃，再提高需要提高加速电压容易损坏样片，另外受测不准原理的影响，几乎是透射电子显微镜的显示极限，且透射式电子显微镜需要高电压，设备复杂，造价高，电子能量大，对样品的测量参数有影响，高能量的电子对样品有损坏，而且很多样品不能进行原位测量，如生物活的样品。另外还有扫描电子显微镜，原子隧道显微镜，原子力显微镜等提高分辨率的潜力有限。
发明内容
要解决的问题：解决现有光学显微镜的衍射造成的图像分辨率低的问题。
技术方案：
同步正交激光图像重构：交替利用同步水平偏振激光和垂直偏振激光透过样品；同步水平偏振激光透过多级光学透镜组放大形成放大实像，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在光屏、CCD、CMOS或晶体感光板上形成放大实像1；接着同步垂直的偏振激光透过样品，经过多级光学透镜组放大，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在光屏、CCD、CMOS或晶体感光板上形成放大实像2；放大实像1与放大实像2图像相关性处理，相关性越强图像点灰度越大，相关性越弱图像的灰度越小，再经过图像滤波重构为新的超分辨率显微图像；水平偏振激光与垂直偏振激光交替循环透过样品，经过图像重构即可得到样品的动态超分辨率图像；
同步多幅偏振光图像重构：同步偏振激光，每转动一个角度，以下简称“转动角度”，形成一幅透射的图像，转动一圈可形成360/“转动角度”，即N＝360/“转动角度”，N为偏振光转动一圈形成的图像个数；将偏振光旋转一周360度，形成一组N幅偏振光图像，将这组N幅偏振光图像经过计算机进行图像相关性处理，根据相关性强弱形成灰度图像，经图像滤波，图像重建形成超分辨率显微图像；不断循环旋转偏振光并处理即得到样品的动态超分辨率图像；
球差校正：多级光学透镜组后加上球差校正部件，对图像进行球差校正，形成更清晰的图像；或在多级光学透镜组中间加上球差校正部件对每一级的透镜放大图像进行球差校正，从而形成更高的超分辨率显微图像；
动态旋转偏振光图像的获得：同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由同一个激光器产生光源，通过偏振光滤波器滤波，使之成为偏振光；或通过偏振光滤波器对激光光源滤波，形成偏振光再透过旋光部件，对通过的偏振激光进行偏转，使之分时形成旋转偏振激光，分时透过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；或同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由激光器产生激光，由偏振光滤波器进行偏振光滤波，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
正交偏振图像成像处理：成像通过胶片曝光成像；或成像通过光屏显示；或成像由CCD图像耦合器件获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或成像由CMOS图像传感器获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或图像由晶体感光板感应发光，再经过多级光学透镜组放大，再形成分辨率更高的图像；
任意角度偏振光图像组的图像重构：偏振光板2(105)可采用旋转偏光板，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块；
控制偏振光板2(105)与偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1偏振方向一致；
系统组成：激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，计算机(107)；激光光源(101)产生同步激光光源；
或激光光源(101)设计两个相互垂直的发光面和共振腔，一组发光面产生水平的偏振激光，另外一组发光面产生垂直的偏振激光，分时控制两个发光面，从而实现分时发出水平偏振激光和垂直偏振激光；
旋转偏振光的产生：利用旋转偏振光片产生同步旋转偏振光；或电控液晶偏振光模块产生同步旋转偏振光；或电控晶体偏振光模块产生同步旋转偏振光；或电控旋光模块产生同步旋转偏振光。
激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，计算机(107)；
激光光源(101)产生同步激光光源；激光光源(101)采用半导体激光器，或气体激光器，或固体激光器；
或激光光源(101)设计两个相互垂直的发光面和共振腔，一组发光面产生水平的偏振激光，另外一组发光面产生垂直的偏振激光，分时控制两个发光面，从而实现分时发出水平偏振光和垂直偏振光；
偏振光板1或旋光模块(102)采用旋转偏振光片；或电控液晶偏振光模块；或电控晶体偏振光模块；或电控旋光模块；
多级光学透镜组(103)采用透镜组对物像进行放大；
球差校正部件(104)用于对多级光学透镜组(103)放大的像进行球差校正；
球差校正：多级透镜后加上球差校正部件，对成像的球差进行校正，形成更清晰的图像；或在多级光学透镜组中间加上球差校正部件对每一级的放大图像进行球差校正，从而形成更高超分辨率显微图像；
偏振光板2(105)对多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)透射的像进行滤波，滤除掉其它反射的光，使图像更清晰；偏振光板2(105)可采用旋转偏振光片；或电控液晶偏振光模块；或电控晶体偏振光模块；或电控旋光模块；或偏振光板2(105)也可以不使用；
光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，可采用光屏直接成像；或CCD图像耦合器件得到的图像信息经计算机处理、存储、显示；或CMOS图像传感器得到的图像信息经计算机处理、存储、显示；或晶体感光板感应发光再透过光学部件放大成像；
CCD图像耦合器件，或CMOS图像传感器得到的图像传送给计算机(107)进行处理、成像、存储、打印。
旋转偏振光的产生：利用旋转偏振光片产生同步旋转偏振光、或电控液晶偏振光模块产生同步旋转偏振光、或电控晶体偏振光模块产生同步旋转偏振光、或电控旋光模块产生同步旋转偏振光；
电动机(201)，电动机旋转轴(204)，偏振光片(203)，激光光源(202)，激光光线(205)，激光光线(206)，标志点(207)，发光管(208)，光电探测器(209)；
偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用偏振光片，将电动机旋转轴垂直固定偏振光片的圆心，电动机带动偏振光片旋转，激光光源(202)固定于偏振光片圆旋转轴外面，即电动机旋转轴(204)外面，偏振光片的旋转轴就是电动机旋转轴(204)；激光光源(202)发出激光光线垂直入射到偏振光片上，电动机旋转轴(204)带动偏振光片(203)旋转；激光光源(202)发出的激光光线(205)，透过偏振光片(203)，偏振光片(203)滤波形成偏振激光光线(206)；即偏振激光光线(206)为激光光线(205)透过偏振光片(203)后的偏振激光光线；由于偏振光片(203)随电动机不断旋转，其透过的激光光线(205)即为旋转偏振光；
由发光管(208)光线、标志点(207)，光电探测器(209)探测偏振光片(203)的旋转位置状态。
偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控液晶偏振光模块(302)，利用控制端电平控制电控液晶偏振光模块透过的激光偏振方向；
或偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控晶体偏振光模块(402)，利用控制端电平控制电控晶体偏振光模块透过的激光偏振方向；
或偏振光板1或旋光模块(102)中电控旋光模块，电控旋光模块将激光光源(501)透过电控旋光模块(502)，利用控制端电平控制电控旋光模块透过的激光偏振方向；
偏振光板2(105)可采用与偏振光板1同轴的电动机旋转偏振光片，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块；控制偏振光板2(105)与偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1偏振方向一致。
光源由同一个激光器产生光源，通过偏振光滤波器滤波，使之成为偏振光；或通过偏振光滤波器对激光光源滤波，形成偏振光再透过电控旋光模块(502)，使之分时形成正交激光；分时透过样品形成的两幅图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
或光源由激光器产生激光，由偏振光片(203)旋转，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的两幅图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
正交偏振图像成像处理：成像通过胶片曝光成像；或成像通过光屏显示；或成像通过CCD图像耦合器件获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或成像CMOS图像传感器获取图像信息，传送给计算机，由计算机处理、存储、显示；或图像通过晶体感光板发光，再经过多级光学透镜组放大，形成分辨率更高的图像。
同步偏振图像成像处理：同步偏振激光，可任意设置每次转动一个角度大小，即设置“转动角度”的大小；每次转动一个“转动角度”，形成一幅透射的偏振光图像，将偏振光旋转一圈的图像，形成N幅偏振光图像，通过计算机进行图像重建可形成超分辨率显微图像；
激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，计算机(107)；
激光光源(101)发出的激光通过偏振光板1或旋光模块(102)，形成偏振光，透射到样品上，其透射的激光经过多级光学透镜组(103)形成放大的像，经过球差校正部件(104)校正，偏振光板2(105)的偏振面与偏振光板1或旋光模块(102)相同，再经过偏振光板2(105)滤波去掉其它偏振方向的光线，在光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，形成一个偏振光图像，形成的偏振光图像通过光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)中的CCD或CMOS图像传感器将获取的偏振光图像1送计算机(107)进行处理、存储、显示；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)角度，是一个可设定的角度；使光线的偏振光旋转一个角度，在光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)形成偏振光图像2传送给计算机(107)；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)一个可设定的角度，使光线的偏振光旋转一个角度，再在光屏或CCD或晶体感光板(106)形成偏振光图像传送给计算机(107)；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)每次旋转一个“转动角度”，在光屏或CCD或CID或晶体感光板(106)一幅偏振光图像；旋转一圈，形成N幅偏振光图像，N幅偏振光图像经计算机(107)处理形成一幅超分辨率显微图像；
偏振光板1或旋光模块(102)和偏振光板2(105)偏振光线处于同步状态；或也可以不使用偏振光板2(105)，即省去偏振光板2(105)。
激光是横波，激光本身是相干光，相位和波长相同，当正交的两束偏振激光的透过样品时某一点时，透过多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)后形成放大的实像，在光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)成像，正交的光波同相位点是增强的，其它点是相消的本发明实际上是利用激光光波的光子波动的位点进行成像，而不是利用波动性来成像，从而形成清晰的图像，克服阿贝光学极限的限制，实现超分辨率图像成像。
有益效果：克服光波的衍射斑点对光学显微镜分辨率的影响，本显微镜的分辨率极限小于10－15米。
附图说明
图1同步正交激光图像重建超分辨率显微镜组成框图。
图2偏振激光形成原理框图。
图3电控液晶偏振光控制框图。
图4电控晶体偏振光控制框图。
图5电控旋光偏振光控制框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：
优选实例1：
同步正交激光图像重构：交替利用同步水平偏振激光和垂直偏振激光透过样品；同步水平偏振激光透过多级光学透镜组放大形成放大实像，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在光屏、CCD、CMOS或晶体感光板上形成放大实像1；接着同步垂直的偏振激光透过样品，经过多级光学透镜组放大，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在光屏、CCD、CMOS或晶体感光板上形成放大实像2；放大实像1与放大实像2图像相关性处理，相关性越强图像点灰度越大，相关性越弱图像的灰度越小，再经过图像滤波重构为新的超分辨率显微图像；水平偏振激光与垂直偏振激光交替循环透过样品，经过图像重构即可得到样品的动态超分辨率图像；
同步多幅偏振光图像重构：同步偏振激光，每转动一个角度，以下简称“转动角度”，形成一幅透射的图像，转动一圈可形成360/“转动角度”，即N＝360/“转动角度”，N为偏振光转动一圈形成的图像个数；将偏振光旋转一周360度，形成一组N幅偏振光图像，将这组N幅偏振光图像经过计算机进行图像相关性处理，根据相关性强弱形成灰度图像，经图像滤波，图像重建形成超分辨率显微图像；不断循环旋转偏振光并处理即得到样品的动态超分辨率图像；
球差校正：多级光学透镜组后加上球差校正部件，对图像进行球差校正，形成更清晰的图像；或在多级光学透镜组中间加上球差校正部件对每一级的透镜放大图像进行球差校正，从而形成更高的超分辨率显微图像；
动态旋转偏振光图像的获得：同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由同一个激光器产生光源，通过偏振光滤波器滤波，使之成为偏振光；或通过偏振光滤波器对激光光源滤波，形成偏振光再透过旋光部件，对通过的偏振激光进行偏转，使之分时形成旋转偏振激光，分时透过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；或同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由激光器产生激光，由偏振光滤波器进行偏振光滤波，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
正交偏振图像成像处理：成像通过胶片曝光成像；或成像通过光屏显示；或成像由CCD图像耦合器件获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或成像由CMOS图像传感器获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或图像由晶体感光板感应发光，再经过多级光学透镜组放大，再形成分辨率更高的图像；
任意角度偏振光图像组的图像重构：偏振光板2(105)可采用旋转偏光板，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块；
控制偏振光板2(105)与偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1偏振方向一致；
系统组成：如图1，同步正交激光图像重建超分辨率显微镜组成框图。激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，计算机(107)；激光光源(101)产生同步激光光源；
或激光光源(101)设计两个相互垂直的发光面和共振腔，一组发光面产生水平的偏振激光，另外一组发光面产生垂直的偏振激光，分时控制两个发光面，从而实现分时发出水平偏振激光和垂直偏振激光；
旋转偏振光的产生：利用旋转偏振光片产生同步旋转偏振光；或电控液晶偏振光模块产生同步旋转偏振光；或电控晶体偏振光模块产生同步旋转偏振光；或电控旋光模块产生同步旋转偏振光。
激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，计算机(107)；
激光光源(101)产生同步激光光源；激光光源(101)采用半导体激光器，或气体激光器，或固体激光器；
或激光光源(101)设计两个相互垂直的发光面和共振腔，一组发光面产生水平的偏振激光，另外一组发光面产生垂直的偏振激光，分时控制两个发光面，从而实现分时发出水平偏振光和垂直偏振光；
偏振光板1或旋光模块(102)采用旋转偏振光片；或电控液晶偏振光模块；或电控晶体偏振光模块；或电控旋光模块；
多级光学透镜组(103)采用透镜组对物像进行放大；
球差校正部件(104)用于对多级光学透镜组(103)放大的像进行球差校正；
球差校正：多级透镜后加上球差校正部件，对成像的球差进行校正，形成更清晰的图像；或在多级光学透镜组中间加上球差校正部件对每一级的放大图像进行球差校正，从而形成更高超分辨率显微图像；
偏振光板2(105)对多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)透射的像进行滤波，滤除掉其它反射的光，使图像更清晰；偏振光板2(105)可采用旋转偏振光片；或电控液晶偏振光模块；或电控晶体偏振光模块；或电控旋光模块；或偏振光板2(105)也可以不使用；
光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，可采用光屏直接成像；或CCD图像耦合器件得到的图像信息经计算机处理、存储、显示；或CMOS图像传感器得到的图像信息经计算机处理、存储、显示；或晶体感光板感应发光再透过光学部件放大成像；
CCD图像耦合器件，或CMOS图像传感器得到的图像传送给计算机(107)进行处理、成像、存储、打印。
优选实例2：
旋转偏振光的产生：利用旋转偏振光片产生同步旋转偏振光、或电控液晶偏振光模块产生同步旋转偏振光、或电控晶体偏振光模块产生同步旋转偏振光、或电控旋光模块产生同步旋转偏振光；
如图2偏振激光形成原理框图。电动机(201)，电动机旋转轴(204)，偏振光片(203)，激光光源(202)，激光光线(205)，激光光线(206)，标志点(207)，发光管(208)，光电探测器(209)；
偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用偏振光片，将电动机旋转轴垂直固定偏振光片的圆心，电动机带动偏振光片旋转，激光光源(202)固定于偏振光片圆旋转轴外面，即电动机旋转轴(204)外面，偏振光片的旋转轴就是电动机旋转轴(204)；激光光源(202)发出激光光线垂直入射到偏振光片上，电动机旋转轴(204)带动偏振光片(203)旋转；激光光源(202)发出的激光光线(205)，透过偏振光片(203)，偏振光片(203)滤波形成偏振激光光线(206)；即偏振激光光线(206)为激光光线(205)透过偏振光片(203)后的偏振激光光线；由于偏振光片(203)随电动机不断旋转，其透过的激光光线(205)即为旋转偏振光；
由发光管(208)光线、标志点(207)，光电探测器(209)探测偏振光片(203)的旋转位置状态。
优选实例3：
如图3电控液晶偏振光控制框图。
偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控液晶偏振光模块(302)，利用控制端电平控制电控液晶偏振光模块透过的激光偏振方向；
如图4电控晶体偏振光控制框图。
或偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控晶体偏振光模块(402)，利用控制端电平控制电控晶体偏振光模块透过的激光偏振方向；
如图5电控旋光偏振光控制框图。
或偏振光板1或旋光模块(102)中电控旋光模块，电控旋光模块将激光光源(501)透过电控旋光模块(502)，利用控制端电平控制电控旋光模块透过的激光偏振方向；
偏振光板2(105)可采用与偏振光板1同轴的电动机旋转偏振光片，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块；控制偏振光板2(105)与偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1偏振方向一致。
优选实例4：
光源由同一个激光器产生光源，通过偏振光滤波器滤波，使之成为偏振光；或通过偏振光滤波器对激光光源滤波，形成偏振光再透过电控旋光模块(502)，使之分时形成正交激光；分时透过样品形成的两幅图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
或光源由激光器产生激光，由偏振光片(203)旋转，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的两幅图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
正交偏振图像成像处理：成像通过胶片曝光成像；或成像通过光屏显示；或成像通过CCD图像耦合器件获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或成像CMOS图像传感器获取图像信息，传送给计算机，由计算机处理、存储、显示；或图像通过晶体感光板发光，再经过多级光学透镜组放大，形成分辨率更高的图像。
优选实例5：
同步偏振图像成像处理：同步偏振激光，可任意设置每次转动一个角度大小，即设置“转动角度”的大小；每次转动一个“转动角度”，形成一幅透射的偏振光图像，将偏振光旋转一圈的图像，形成N幅偏振光图像，通过计算机进行图像重建可形成超分辨率显微图像；
激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，计算机(107)；
激光光源(101)发出的激光通过偏振光板1或旋光模块(102)，形成偏振光，透射到样品上，其透射的激光经过多级光学透镜组(103)形成放大的像，经过球差校正部件(104)校正，偏振光板2(105)的偏振面与偏振光板1或旋光模块(102)相同，再经过偏振光板2(105)滤波去掉其它偏振方向的光线，在光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)，形成一个偏振光图像，形成的偏振光图像通过光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)中的CCD或CMOS图像传感器将获取的偏振光图像1送计算机(107)进行处理、存储、显示；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)角度，是一个可设定的角度；使光线的偏振光旋转一个角度，在光屏或CCD或CMOS或晶体感光板(106)形成偏振光图像2传送给计算机(107)；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)一个可设定的角度，使光线的偏振光旋转一个角度，再在光屏或CCD或晶体感光板(106)形成偏振光图像传送给计算机(107)；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)每次旋转一个“转动角度”，在光屏或CCD或CID或晶体感光板(106)一幅偏振光图像；旋转一圈，形成N幅偏振光图像，N幅偏振光图像经计算机(107)处理形成一幅超分辨率显微图像；
偏振光板1或旋光模块(102)和偏振光板2(105)偏振光线处于同步状态；或也可以不使用偏振光板2(105)，即省去偏振光板2(105)。
虽然结合附图对本发明的实施方式进行说明，但本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改，也可以本设计中的一部分。

Claims (6)

1.同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：
同步正交激光图像重构：交替利用同步水平偏振激光和垂直偏振激光透过样品；同步水平偏振激光透过多级光学透镜组放大形成放大实像，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在胶片、光屏、CCD、CMOS、CID或晶体感光板上形成放大实像1；接着同步垂直的偏振激光透过样品，经过多级光学透镜组放大，经过球差校正部件对形成的图像进行球差校正，在胶片、光屏、CCD、CMOS、CID或晶体感光板上形成放大实像2；放大实像1与放大实像2图像相关性处理，相关性越强图像点灰度越大，相关性越弱图像的灰度越小，再经过图像滤波重构为新的超分辨率显微图像；水平偏振激光与垂直偏振激光交替循环透过样品，经过图像重构即可得到样品的动态超分辨率图像；
同步多幅偏振光图像重构：同步偏振激光，每转动一个角度，形成一幅透射的图像，偏振光转动一圈360度形成N幅图像；将这组N幅偏振光图像经过计算机进行图像相关性处理，根据相关性强弱形成灰度图像，经图像滤波，图像重建形成超分辨率显微图像；不断循环旋转偏振光并处理即得到样品的动态超分辨率图像；
球差校正：多级光学透镜组后加上球差校正部件，对图像进行球差校正，形成更清晰的图像；或在多级光学透镜组中间加上球差校正部件对每一级的透镜放大图像进行球差校正，从而形成更高的超分辨率显微图像；
动态旋转偏振光图像的获得：同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由同一个激光器产生光源，通过偏振光滤波器滤波，使之成为偏振光；或通过偏振光滤波器对激光光源滤波，形成偏振光再透过旋光部件，对通过的偏振激光进行偏转，使之分时形成旋转偏振激光，分时透过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；或同步正交激光图像重建超分辨率显微镜光源由激光器产生激光，由偏振光滤波器进行偏振光滤波，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的图像经计算机重构形成新的超分辨率图像；
正交偏振图像成像处理：成像通过胶片曝光成像；或成像通过光屏显示；或成像由CCD图像耦合器件获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或成像由CMOS图像传感器获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或成像由CID图像传感器获取图像信息，传送给计算机处理、存储、显示；或图像由晶体感光板感应发光，再经过多级光学透镜组放大，再形成分辨率更高的图像；
任意角度偏振光图像组的图像重构：偏振光板2(105)可采用旋转偏振光片，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块；
控制偏振光板2(105)与偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1偏振方向一致；
系统组成：激光光源(101)，偏振光板1或旋光模块(102)，多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)，偏振光板2(105)，胶片或光屏或CCD或CMOS或CID或晶体感光板(106)，计算机(107)；激光光源(101)产生同步激光光源；
或激光光源(101)设计两个相互垂直的发光面和共振腔，一组发光面产生水平的偏振激光，另外一组发光面产生垂直的偏振激光，分时控制两个发光面，从而实现分时发出水平偏振激光和垂直偏振激光；
旋转偏振光的产生：利用旋转偏振光片产生同步旋转偏振光；或电控液晶偏振光模块产生同步旋转偏振光；或电控晶体偏振光模块产生同步旋转偏振光；或电控旋光模块产生同步旋转偏振光。
2.根据权利要求1所述的同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：
激光光源(101)采用半导体激光器，或气体激光器，或固体激光器；
偏振光板1或旋光模块(102)采用旋转偏振光片；或电控液晶偏振光模块；或电控晶体偏振光模块；或电控旋光模块；
多级光学透镜组(103)采用透镜组对物像进行放大；
偏振光板2(105)对多级光学透镜组(103)，球差校正部件(104)透射的像进行滤波，滤除掉其它反射的光，使图像更清晰；或偏振光板2(105)也可以不使用。
3.根据权利要求1所述的同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：
电动机(201)，电动机旋转轴(204)，偏振光片(203)，激光光源(202)，激光光线(205)，偏振激光光线(206)，标志点(207)，发光管(208)，光电探测器(209)；
偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用偏振光片，将电动机旋转轴垂直固定偏振光片的圆心，电动机带动偏振光片旋转，激光光源(202)固定于电动机旋转轴(204)外面，偏振光片的旋转轴就是电动机旋转轴(204)；激光光源(202)发出激光光线垂直入射到偏振光片上，电动机旋转轴(204)带动偏振光片(203)旋转；激光光源(202)发出的激光光线(205)，透过偏振光片(203)，偏振光片(203)滤波形成偏振激光光线(206)；由于偏振光片(203)随电动机不断旋转，其透过的偏振激光光线(206)即为旋转偏振光；
由发光管(208)光线、标志点(207)、光电探测器(209)探测偏振光片(203)的旋转位置状态。
4.根据权利要求1所述的同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：
偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控液晶偏振光模块(302)，利用控制端电平控制电控液晶偏振光模块透过的激光偏振方向；
或偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控晶体偏振光模块(402)，利用控制端电平控制电控晶体偏振光模块透过的激光偏振方向；
或偏振光板1或旋光模块(102)中的偏振光板1，偏振光板1采用电控旋光模块(502)，利用控制端电平控制电控旋光模块透过的激光偏振方向；
偏振光板2(105)可采用与偏振光板1同轴的电动机旋转偏振光片，或电控液晶偏振光模块，或电控晶体偏振光模块，或电控旋光模块。
5.根据权利要求1所述的同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：
光源由激光器产生激光，由偏振光片(203)旋转，从而分时得到正交偏振激光，分时通过样品形成的两幅图像经计算机重构形成新的超分辨率图像。
6.根据权利要求1或权利要求3所述的同步正交激光图像重建超分辨率显微镜，其特征是：
激光光源(101)发出的激光通过偏振光板1或旋光模块(102)，形成偏振光，透射到样品上，其透射的激光经过多级光学透镜组(103)形成放大的像，经过球差校正部件(104)校正，偏振光板2(105)的偏振面与偏振光板1或旋光模块(102)相同，再经过偏振光板2(105)滤波去掉其它偏振方向的光线，在胶片或光屏或CCD或CMOS或CID或晶体感光板(106)，形成一个偏振光图像；将偏振光图像送计算机(107)进行处理、存储、显示；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)一个可设定的角度；使光线的偏振光旋转一个角度，在胶片或光屏或CCD或CMOS或CID或晶体感光板(106)形成偏振光图像2传送给计算机(107)；
再旋转偏振光板1或旋光模块(102)一个可设定的角度，使光线的偏振光旋转一个角度，再在胶片或光屏或CCD或CMOS或CID或晶体感光板(106)形成偏振光图像3传送给计算机(107)；
旋转偏振光板1或旋光模块(102)N个可设定的角度，使光线的偏振光旋转，再在胶片或光屏或CCD或CMOS或CID或晶体感光板(106)形成偏振光图像N传送给计算机(107)；
旋转一圈，形成的N幅偏振光图像，经计算机(107)处理形成一幅超分辨率显微图像；
偏振光板1或旋光模块(102)和偏振光板2(105)偏振光线处于同步状态；或也可以不使用偏振光板2(105)。
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