CN110794561A - 一种便于阵列应用的显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显微镜技术领域，具体为一种便于阵列应用的显微镜，包括显微镜本体，所述显微镜本体包括用于放置实验样品的载物台和显微镜单体，所述显微镜单体包括依次连接的入射线聚焦光学元件、二向色镜振镜、大视场角显微物镜和依次连接的滤光片、聚焦透镜、二维光电检测器，二向色镜振镜的第一输出端与大视场角显微物镜的输入端相连，二向色镜振镜的第二输出端与滤光片的输入端相连。采用本方案能够降低显微镜单体的成本，减小显微镜单体的体积，从而便于实现显微镜单体的阵列应用。

Description

一种便于阵列应用的显微镜

技术领域

本发明涉及显微镜技术领域，具体为一种便于阵列应用的显微镜。

背景技术

传统的显微物镜是一种大孔径角和小视场角(Nikon物镜的视场角约为7.15度)的光学系统，由于显微物镜被用来提供极高的分辨率，其放大率较高造成视场很小，2001年Martin Oheim等(M.Oheim,et al.,Journal of Neuroscience Methods,vol.111,no.1,pp.29–37,(2001))对近似数值孔径的高放大率物镜和低放大率物镜的性能进行对比，指出增大物镜前孔径(OFA)对于提高荧光的收集效率有很大好处，特别对于深部的非线性光学激发来说，文中所测试的Olympus 20X NA0.95物镜相对于63X NA0.9物镜可提供10倍以上的荧光收集效率，因此，最近Olympus推出了10X NA0.6物镜和一系列25X NA0.95-1.05物镜，尼康也推出了CFI75 16X NA0.8物镜和25X NA1.1物镜。这些低放大率，高数值孔径的物镜主要依靠大大提高光束直径(～15mm)从而带来了大视场，大通光量的优点，其视场角与原有小光束直径(～5mm)的物镜保持一致，由于世界上激光扫描显微镜的扫描振镜的供应商基本只有Cambridge Technology Inc，因此扫描振镜的入射光束的直径基本小于5mm，扫描振镜的入射光束的直径d1，物镜的入射光束的直径d2，扫描透镜的焦距f1，套筒透镜的焦距f2，扫描振镜的半光学扫描角度s1和物镜的半视场角s2(＝套筒透镜的半光学角度)有如下关系：

d1/d2＝f1/f2＝tan(s2)/tan(s1)

其中d1<5mm，d2，f2和s2根据厂家和型号的不同为不同的固定数值，因此传统激光扫描显微镜的视场，工作距离，焦距，数值孔径等存在以上关系，互相约束。以近期发表的某论文为例(Murat Yildirim，et al,Nature Communications，vol 10,Article number:177(2019))，文中为活体动物三光子激发脑功能成像定制了一款物镜，该物镜的入瞳直径为15mm，该系统的扫描透镜和套筒透镜的焦距分别为75mm和375mm，焦距比为1:5，因此根据公式1，扫描振镜入射光束直径为3mm，由于扫描振镜的半光学扫描角度为10度，因此该物镜的半视场角仅仅为2度，与尼康，奥林巴斯物镜的5.7-7.125度视场角相比，由于传统激光扫描显微镜的特点，这款定制物镜的视场受到了很大限制，然而当采用了二向色镜扫描成像技术后，二向色镜扫描振镜位于物镜的后焦平面位置，二向色镜扫描振镜造成的光束偏转的角度等于物镜的视场角，相当于大大扩展物镜的视场角。如果上文的系统使用了二向色镜扫描成像技术，其定制物镜的视场角可以从+/-2度扩展到扫描振镜相同的+/10度，视场面积扩大至～25倍(前提是该物镜的光学结构能承受大视场角)。因此，传统显微物镜中为高数值孔径和大工作距离所需的大光束直径与大视场角不可兼得，从而在实现大视场需要很大的光束直径，使物镜体积大，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明意在提供一种便于阵列应用的显微镜，能够降低显微镜单体的成本，减小显微镜单体的体积，从而便于实现显微镜单体的阵列应用。

本发明提供基础方案：一种便于阵列应用的显微镜，包括显微镜本体，所述显微镜本体包括用于放置实验样品的载物台和显微镜单体，所述显微镜单体包括依次连接的入射线聚焦光学元件、二向色镜振镜、大视场角显微物镜和依次连接的滤光片、聚焦透镜、二维光电检测器，二向色镜振镜的第一输出端与大视场角显微物镜的输入端相连，二向色镜振镜的第二输出端与滤光片的输入端相连。

基础方案的工作原理及有益效果：入射线聚焦光学元件产生的激光信号经二向色镜振镜、大视场角显微物镜输入实验样品，实验样品激发的非线性光学信号经大视场角显微物镜、二向色镜振镜、滤光片、聚焦透镜被二维光电检测器收集。

与传统显微镜相比，本方案减少了套筒透镜和扫描透镜两个部件，使得显微镜单体的成本降低。同时通常套筒透镜的焦距为180-200毫米，扫描透镜的焦距为几十毫米，造成了显微镜激发扫描光路必须具有半米左右的光路长度。随着二者的减少，在实现无需大光束直径兼顾高数值孔径和大工作距离的大视场的情况下，使得显微镜激发扫描光路变得极为紧凑，从而使得显微镜单体的体积减小，进而便于实现显微镜单体的阵列应用。

进一步，所述显微镜单体还包括依次连接的出射线聚焦光学元件、外部激光收集器，二向色镜振镜的第三输出端与出射线聚焦光学元件的输入端相连。有益效果：入射线聚焦光学元件产生的激光信号经二向色镜振镜、出射线聚焦光学元件被外部激光收集器收集。通过外部激光收集器对二向色镜振镜透射的激光信号进行收集。

进一步，所述显微镜单体还包括出射线聚焦光学元件，二向色镜振镜的第三输出端与出射线聚焦光学元件的输入端相连，出射线聚焦光学元件的输出端与另一显微镜本体相连。有益效果：入射线聚焦光学元件输出的激光信号经二向色镜振镜、出射线聚焦光学元件输入另一显微镜单体。在显微镜单体的阵列应用中，出射线聚焦光学元件输出的激光信号不再被外部激光收集器收集，而是作为另一显微镜本体的输入，从而使得所有显微镜本体在相同的激发波长和相近的激发功率下进行工作。

进一步，所述入射线聚焦光学元件的焦点位于二向色镜振镜的表面，所述二向色镜振镜位于大视场角显微物镜的后焦平面。有益效果：显微镜单体的入射线聚焦光学元件进行线聚焦，聚焦的线状焦点位于二向色镜振镜的表面，并反射进大视场角显微物镜，由于二向色镜振镜位于大视场角显微物镜的后焦平面，因此激光信号在大视场角显微物镜的前焦平面形成一个与位于二向色镜振镜的表面的线状焦点成90度夹角的线状焦点。

进一步，所述入射线聚焦光学元件包括柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。有益效果：柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜为常用光学元件，其使用简单，容易获得，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

进一步，所述大视场角显微物镜包括折射透镜、反射透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。有益效果：折射透镜、反射透镜、衍射光学元件、超表面透镜为常用光学元件，其使用简单，容易获得，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

进一步，所述出射线聚焦光学元件包括柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。有益效果：柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜为常用光学元件，其使用简单，容易获得，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

进一步，所述显微镜单体还包括依次连接的分束元件、功率调节器，所述功率调节器的输出端与入射线聚焦光学元件的输入端相连。有益效果：分束元件输出的激光信号经功率调节器输入入射线聚焦光学元件。通过分束元件获取入射激光，通过功率调节器实现功率调节。

进一步，所述载物台为能够多轴移动的机械载物台或电动载物台。有益效果：由于激光信号在大视场角显微物镜的前焦平面形成一个与位于二向色镜振镜的表面的线状焦点成90度夹角的线状焦点，随着二向色镜振镜的旋转，该线状焦点在实验样品中以与该线状焦点的垂直方向进行往返扫描形成二维焦平面，通过载物台的多轴移动使得实验样品移动，从而形成三维图像。

附图说明

图1为本发明一种便于阵列应用的显微镜实施例一显微镜单体的结构示意图；

图2为本发明一种便于阵列应用的显微镜实施例二线型拓扑结构的结构示意图；

图3为本发明一种便于阵列应用的显微镜实施例三总线型拓扑结构的结构示意图；

图4为本发明一种便于阵列应用的显微镜实施例四星型拓扑结构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：功率调节器11、入射线聚焦光学元件12、二向色镜振镜13、大视场角显微物镜14、载物台15、滤光片16、聚焦透镜17、二维光电检测器18、出射线聚焦光学元件19。

实施例一

一种便于阵列应用的显微镜，包括显微镜本体，显微镜本体包括用于放置实验样品的载物台15、显微镜单体，显微镜使用时，还需激光光束合束和分配系统、外部激光器，外部激光器的输出端与激光光束合束和分配系统的输入端相连，激光光束合束和分配系统的输出端与显微镜单体的输入端相连。外部激光器用于产生入射激光，入射激光经过激光光束合束和分配系统输入显微镜单体。

如附图1所示，显微镜单体包括依次连接的功率调节器11、入射线聚焦光学元件12、二向色镜振镜13、大视场角显微物镜14和依次连接滤光片16、聚焦透镜17、二维光电检测器18，以及依次连接的出射线聚焦光学元件19、外部激光收集器。二向色镜振镜13的第一输出端与大视场角显微物镜14的输入端相连，二向色镜振镜13的第二输出端与滤光片16的输入端相连，二向色镜振镜13的第三输出端与出射线聚焦光学元件19的输入端相连。入射线聚焦光学元件12的焦点位于二向色镜振镜13的表面，二向色镜振镜13位于大视场角显微物镜14的后焦平面。

激光光束合束和分配系统输出的激光信号经功率调节器11、入射线聚焦光学元件12输入二向色镜振镜13，激光信号经二向色镜振镜13透射和反射，其反射的激光信号经大视场角显微物镜14输入实验样品，实验样品激发的非线性光学信号经大视场角显微物镜14、二向色镜振镜13、滤光片16、聚焦透镜17被二维光电检测器18收集；其透射的激光信号经二向色镜振镜13、出射线聚焦光学元件19被外部激光收集器收集。当然在使用一个显微镜单体时，可取消激光光束合束和分配系统，外部激光器的输出端与显微镜单体的输入端相连。

入射线聚焦光学元件12包括柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。大视场角显微物镜14包括折射透镜、反射透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。出射线聚焦光学元件19包括柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。在本实施例中，入射线聚焦光学元件12、出射线聚焦光学元件19优选为柱状透镜，大视场角显微物镜14优选为折射透镜。

具体的，功率调节器11的输出端与显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输入端相连，显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输出端与显微镜单体的二向色镜振镜13的输入端相连，显微镜单体的二向色镜振镜13的一个输出端与显微镜单体的大视场角显微物镜14的输入端相连，显微镜单体的大视场角显微物镜14的输出端与实验样品相连，实验样品位于显微镜本体的载物台15上。显微镜单体的二向色镜振镜13的又一个输出端与显微镜单体的滤光片16的输入端相连，显微镜单体的滤光片16的输出端与显微镜单体的聚焦透镜17的输入端相连，显微镜单体的聚焦透镜17的输出端与显微镜单体的二维光电检测器18的输入端相连，显微镜单体的二维光电检测器18的输出端与外部计算机相连，显微镜单体的二向色镜振镜13的又一个输出端与显微镜单体的出射线聚焦光学元件19的输入端相连，显微镜单体的出射线聚焦光学元件19的输出端与外部激光收集器的输入端相连。

其中，二向色镜振镜13的驱动方式为普通振镜的电磁驱动、微机电系统微镜器件的静电驱动、微机电系统微镜器件的电磁驱动、微机电系统微镜器件的电热驱动中的一种，在本实施例中，优选为微机电系统微镜器件的静电驱动。二向色镜振镜13为对可见光和近红外光具有透射率大于50％的材料制成的振镜镜片镜体的表面镀有对可见光的透射率大于70％并对近红外光具有部分透射和部分反射作用的光学镀膜，该光学镀膜对近红外光具有透射率为5％-95％,反射率为5％-95％，透射率和反射率取决于所述的二向色镜振镜13所在的显微镜单体在显微镜阵列中的位置。通过光学镀膜从而实现入射激光(激光信号)的部分反射和部分透射以及荧光信号(非线性光学信号)的透射。

激光光束合束和分配系统将不同外部激光器的输出合成一束“总线”，该光束所包含的波长由不同外部激光器生成并由的激光光束合束和分配系统进行选择，该光束的功率由功率调节器11进行调节，该光束的脉宽压缩和扩束等光束调节工作都由外部激光器完成，以上为现有技术，因此不再赘述。该光束首先由显微镜单体的入射线聚焦光学元件12进行线聚焦，聚焦的线状焦点位于显微镜单体的二向色镜振镜13的表面，并反射进显微镜单体的大视场角显微物镜14，由于显微镜单体的二向色镜振镜13位于显微镜单体的大视场角显微物镜14的后焦平面，因此入射光束在显微镜振镜的表面单体的大视场角显微物镜14的前焦平面形成一个与位于显微镜单体的二向色镜振镜13的线状焦点成90度夹角的线状焦点，随着显微镜单体的二向色镜振镜13的旋转，该线状焦点在实验样品中以与该线状焦点的方向垂直的方向进行往返扫描形成二维焦平面。该线状焦点在实验样品中激发出荧光信号或其他非线性光学信号被显微镜单体的大视场角显微物镜14收集并准直后，穿过显微镜单体的二向色镜振镜13后，由显微镜单体的滤光片16去除残余激发光后由显微镜单体的聚焦透镜17聚焦在显微镜单体的二维光电检测器18的感光元件上形成一条线状图像，显微镜单体的二维光电检测器18采用滚动快门与显微镜单体的二向色镜振镜13进行同步从而生成二维图像。显微镜单体的二向色镜振镜13使部分入射激光透射并经过显微镜单体的出射线聚焦光学元件19进行准直后照射到外部激光收集器。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：还提供一种显微镜本体的阵列应用，在本实施例中，将其阵列应用定义为线性拓扑结构。在本实施例中，显微镜本体的数量为多个，即存在多个显微镜单体。

如附图2所示，任一显微镜本体的显微镜单体的出射线聚焦光学元件19的输出端与另一显微镜本体的显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输入端相连，最后一个显微镜本体的显微镜单体的输出端与外部激光收集器的输入端相连。入射线聚焦光学元件12输出的激光信号经二向色镜振镜13、出射线聚焦光学元件19输入另一显微镜本体的显微镜单体的入射线聚焦光学元件12，最后一个显微镜本体的显微镜单体输出的激光信号被外部激光收集器收集。例如，显微镜单体为四个时，第一显微镜单体输出的激光信号输入第二显微镜单体，第二显微镜单体输出的激光信号输入第三显微镜单体，第三显微镜单体输出的激光信号输入第四显微镜单体，第四显微镜单体输出的激光信号被外部激光收集器收集。

载物台15为能够多轴移动的机械载物台15或电动载物台15，在本实施例中，载物台15优选为电动载物台15。通过显微镜单体的载物台15移动实验样品可以形成三维图像，显微镜单体的二维光电检测器18采用滚动快门与显微镜单体的二向色镜振镜13和载物台15进行同步从而生成三维图像。

激光光束合束和分配系统包括多片电控可旋转半波片、多片偏振分束器、多片二向色镜和多片反射镜，激光光束合束和分配系统用于接收多台外部激光器的多种波长的线偏振激光，并进行光束合束和分配。

具体的，激光光束合束和分配系统包括多个电控可旋转半波片、多个偏振分束器、多个二向色镜，第一外部激光器的输出光束为线偏振光，当线偏振光入射第一电控可旋转半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，再经过第一偏振分束器内的介质分束膜来反射s光，透过p光，从而分离s偏振光和p偏振光，再经过第一二向色镜使光束偏转方向；第二外部激光器的输出光束为线偏振光，当线偏振光入射第二电控可旋转半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，再经过第二偏振分束器内的介质分束膜来反射s光，透过p光，从而分离s偏振光和p偏振光，再经过第二二向色镜和第一外部激光器的输出光束合成一束；第N外部激光器的输出光束为线偏振光，当线偏振光入射第N电控可旋转半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，再经过第N偏振分束器内的介质分束膜来反射s光，透过p光，从而分离s偏振光和p偏振光，再经过第N二向色镜和第一外部激光器的输出光束合成一束。本实施例中，激光光束合束和分配系统用于将不同外部激光器的输出光束合成一束，并独立进行功率调节。

激光光束合束和分配系统的输入端与多台外部激光器相连，激光光束合束和分配系统的输出端与功率调节器11的输入端相连，功率调节器11的输出端与第一显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输入端相连，第一显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输出端与第一显微镜单体的二向色镜振镜13的输入端相连，第一显微镜单体的二向色镜振镜13的一个输出端与第一显微镜单体的大视场角显微物镜14的输入端相连，第一显微镜单体的大视场角显微物镜14的输出端与实验样品相连，第一显微镜单体的载物台15与实验样品相连，第一显微镜单体的二向色镜振镜13的又一个输出端与第一显微镜单体的滤光片16的输入端相连，第一显微镜单体的滤光片16的输出端与第一显微镜单体的聚焦透镜17的输入端相连，第一显微镜单体的聚焦透镜17的输出端与第一显微镜单体的二维光电检测器18的输入端相连，第一显微镜单体的二维光电检测器18的输出端与外部计算机相连，第一显微镜单体的二向色镜振镜13的又一个输出端与第一显微镜单体的出射线聚焦光学元件19的输入端相连，第一显微镜单体的出射线聚焦光学元件19的输出端与第二显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输入端相连……第N显微镜单体的出射线聚焦光学元件19的输出端与外部激光收集器的输入端相连。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于：还提供另一种显微镜单体的阵列应用，在本实施例中，将其阵列应用定义为总线型拓扑结构。

如附图3所示，显微镜单体还包括依次连接的分束元件、功率调节器11，激光光束合束和分配系统的输出端与分束元件的输入端相连，功率调节器11的输出端与入射线聚焦光学元件12的输入端相连；激光光束合束和分配系统输出激光信号经分束元件输出，分束元件输出的激光信号经功率调节器11输入入射线聚焦光学元件12。

具体的，激光光束合束和分配系统包括多个电控可旋转半波片、多个偏振分束器、多个二向色镜，第一外部激光器的输出光束为线偏振光，当线偏振光入射第一电控可旋转半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，再经过第一偏振分束器内的介质分束膜来反射s光，透过p光，从而分离s偏振光和p偏振光，再经过第一二向色镜使光束偏转方向；第二外部激光器的输出光束为线偏振光，当线偏振光入射第二电控可旋转半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，再经过第二偏振分束器内的介质分束膜来反射s光，透过p光，从而分离s偏振光和p偏振光，再经过第二二向色镜和第一外部激光器的输出光束合成一束；第N外部激光器的输出光束为线偏振光，当线偏振光入射第N电控可旋转半波片，并且偏振方向不与快轴或慢轴重合时，出射光仍是线偏振光，但偏振面相对于入射光发生了旋转，再经过第N偏振分束器内的介质分束膜来反射s光，透过p光，从而分离s偏振光和p偏振光，再经过第N二向色镜和第一外部激光器的输出光束合成一束。本实施例中，激光光束合束和分配系统用于将不同外部激光器的输出光束合成一束，并独立进行功率调节。

激光光束合束和分配系统将不同外部激光器的输出合成一束“总线”，各显微镜本体的显微镜单体通过分束元件从“总线”中取出特定功率的入射激光与显微镜单体的功率调节器11的输入端相连，激光光束合束和分配系统输出激光信号经分束元件输出。在显微镜单体的阵列应用中，使得显微镜单体中的光学元件承受的激光功率更加平均。显微镜单体的功率调节器11的输出端与显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输入端相连，显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输出端与显微镜单体的二向色镜振镜13的输入端相连，显微镜单体的二向色镜振镜13的一个输出端与显微镜单体的大视场角显微物镜14的输入端相连，显微镜单体的大视场角显微物镜14的输出端与实验样品相连，显微镜单体的载物台15与实验样品相连，显微镜单体的二向色镜振镜13的又一个输出端与显微镜单体的滤光片16的输入端相连，显微镜单体的滤光片16的输出端与显微镜单体的聚焦透镜17的输入端相连，显微镜单体的聚焦透镜17的输出端与显微镜单体的二维光电检测器18的输入端相连，显微镜单体的二维光电检测器18的输出端与外部计算机相连，“总线”光束的末端(未被分束元件接收的部分光束)与外部激光收集器的输入端相连。总线型拓扑结构比线性拓扑结构更加灵活，显微镜单体更加独立，每台显微镜单体中的光学元件承受的激光功率更加平均。

实施例四

本实施例与实施例二的区别在于：还提供另一种显微镜单体的阵列应用，在本实施例中，将其阵列应用定义为星型拓扑结构。

如附图4所示，激光光束合束和分配系统包括若干输出端，激光光束合束和分配系统的输出端与显微镜本体的数量相同，激光光束合束和分配系统的输出端分别与各显微镜单体的输入端相连。激光光束合束和分配系统的输出端与功率调节器11的输入端相连，功率调节器11的输出端与入射线聚焦光学元件12的输入端相连。

具体的，激光光束合束和分配系统包括(N-1)*N片电控可旋转半波片、(N-1)*N片偏振分束器、(N-1)*N片二向色镜和N*N片反射镜(图中未详细列出)。图2中粗实线为偏振分束器，细实线为反射镜，粗虚线为二向色镜。激光光束的功率调节在实施例二和实施例三中已说明，因此在本实施例中不在赘述。每台外部激光器的输出光束经过N-1片偏振分束器分为N束，N束光分别与其他N-1台外部激光器的光束进行合束。

激光光束合束和分配系统将不同外部激光器的输出分配分成不同的光束经输出端输出，每条光束与一台显微镜单体的功率调节器11的输入端相连，该显微镜单体的功率调节器11的输出端与该显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输入端相连，该显微镜单体的入射线聚焦光学元件12的输出端与该显微镜单体的二向色镜振镜13的输入端相连，该显微镜单体的二向色镜振镜13的一个输出端与该显微镜单体的大视场角显微物镜14的输入端相连，该显微镜单体的大视场角显微物镜14的输出端与实验样品相连，该显微镜单体的载物台15与实验样品相连，该显微镜单体的二向色镜振镜13的又一个输出端与该显微镜单体的滤光片16的输入端相连，该显微镜单体的滤光片16的输出端与该显微镜单体的聚焦透镜17的输入端相连，该显微镜单体的聚焦透镜17的输出端与该显微镜单体的二维光电检测器18的输入端相连，该显微镜单体的二维光电检测器18的输出端与外部计算机相连。星型拓扑结构比总线型拓扑结构更加灵活，每台显微镜单体更加独立调节，更加适用于不同波长的成像实验。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种便于阵列应用的显微镜，包括显微镜本体，所述显微镜本体包括用于放置实验样品的载物台和显微镜单体，其特征在于：所述显微镜单体包括依次连接的入射线聚焦光学元件、二向色镜振镜、大视场角显微物镜和依次连接的滤光片、聚焦透镜、二维光电检测器，二向色镜振镜的第一输出端与大视场角显微物镜的输入端相连，二向色镜振镜的第二输出端与滤光片的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述显微镜单体还包括依次连接的出射线聚焦光学元件、外部激光收集器，二向色镜振镜的第三输出端与出射线聚焦光学元件的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述显微镜单体还包括出射线聚焦光学元件，二向色镜振镜的第三输出端与出射线聚焦光学元件的输入端相连，出射线聚焦光学元件的输出端与另一显微镜本体相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述入射线聚焦光学元件的焦点位于二向色镜振镜的表面，所述二向色镜振镜位于大视场角显微物镜的后焦平面。

5.根据权利要求1所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述入射线聚焦光学元件包括柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述大视场角显微物镜包括折射透镜、反射透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述出射线聚焦光学元件包括柱状透镜、梯度折射率透镜、衍射光学元件、超表面透镜中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述显微镜单体还包括依次连接的分束元件、功率调节器，所述功率调节器的输出端与入射线聚焦光学元件的输入端相连。

9.根据权利要求1所述的一种便于阵列应用的显微镜，其特征在于：所述载物台为能够多轴移动的机械载物台或电动载物台。

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