CN111060457A - 基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜 - Google Patents
基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,将激发光生成组件生成环状贝塞尔型光束的激发光照射样品,以产生超声压力波,超声压力波改变表面等离传感器中等离子水膜的折射率,导致射入表面等离传感器的偏振光的强度发生改变,差分探测组件接收强度发生改变的反射偏振光,通过两个光学输入信号相减消除共模噪声,进而得到样品的探测信息。本发明利用表面等离传感器的共振效应及贝塞尔型光束的特性,将纵向分辨率提升至与横向分辨率相同的微米级别的同时,确保对样品的不同深度进行探测的横向分辨率保持不变,从而提高三维图像质量,所得的三维图像在三维立体空间内具备各向同性的、微米级别的空间分辨能力。
Description
技术领域
本发明涉及光声显微镜的技术领域,尤其涉及一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜。
背景技术
光声显微成像技术能够特异性的测量生物组织的光学吸收特性,在生命科学和临床医学领域展现出巨大的应用前景。目前,在绝大多数的光声显微成像技术和系统存在着两个问题。首先,光声信号的探测普遍采用压电型超声换能器。但是,受压电材料自身物理属性的限制,这类换能器的探测带宽有限,往往在几十兆赫兹,导致光声成像的纵向分辨率往往被限制在几十微米,远远差于其微米级别的横向分辨率,严重影响了三维光声图像的重建,致使样品的深度定位不准确。其次,传统的光声显微系统采用聚焦高斯光束激发光学吸收体的信号。然而,聚焦高斯光束的焦深有限,仅能在较短的范围内(一般不超过百微米)保持近乎相等的横向分辨率,导致整个成像深度上(约为1毫米)的横向分辨率差异明显,因而,现有的光声显微镜存在对样品进行探测的空间定位精度不高,导致所观测到的三维图像失真的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,旨在解决现有技术中的光声显微镜所存在的对样品进行探测的空间定位精度不高,导致所观测到的三维图像失真的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,包括:偏振光生成组件、表面等离传感器、激发光生成组件及差分探测组件;
所述偏振光生成组件用于生成偏振光并将所述偏振光输入所述表面等离传感器;
所述激发光生成组件用于生成激发光并照射样品以产生超声压力波;其中,所述激发光为环状贝塞尔型光束;
所述表面等离传感器用于接收所述偏振光,并将所述偏振光被所述表面等离传感器反射时因受到所述超声压力波的影响而引起变化的反射光束作为反射偏振光;
所述差分探测组件用于接收所述反射偏振光并根据所述反射偏振光输出所述样品的探测信息。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述表面等离传感器包括镀膜棱镜及设置于所述镀膜棱镜下方的去离子水膜,所述去离子水膜的下方放置所述样品。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述镀膜棱镜的底面设有反射镀层,所述去离子水膜接触所述反射镀层,所述反射镀层用于反射所述偏振光以形成所述反射偏振光。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述反射镀层为金属镀层。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述镀膜棱镜为直角棱镜或梯形棱镜。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述偏振光生成组件包括氦氖激光发生器、偏振片及二分之一波片;
所述氦氖激光发生器用于产生探测激光;
所述偏振片设置于所述氦氖激光发生器与所述二分之一波片之间,所述偏振片用于对所述探测激光进行调制以得到调制探测激光;
所述二分之一波片设置于所述偏振片与所述表面等离传感器之间,所述二分之一波片用于对所述调制探测激光的P-偏振及S-偏振的分量进行调整以将调整后的所述调制探测激光作为所述偏振光。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述激发光生成组件包括:固体激光发生器、轴锥镜、第一聚焦透镜、第一扩束透镜及第二扩束透镜;
所述固体激光发生器用于生成脉冲激发光;
所述轴锥镜设置于所述固体激光发生器与所述第一聚焦透镜之间,所述轴锥镜用于对所述脉冲激发光进行调制以产生贝塞尔型光束并输入所述第一聚焦透镜;
所述第一聚焦透镜设置于所述轴锥镜与所述第一扩束透镜之间,所述第一聚焦透镜用于对所述贝塞尔型光束进行聚焦后输入所述第一扩束透镜;
所述第一扩束透镜设置于所述第一聚焦透镜与所述第二扩束透镜之间,所述第二扩束透镜设置于所述第一扩束透镜与所述样品之间,所述第一扩束透镜及所述第二扩束透镜组合以用于对聚焦后的所述贝塞尔型光束进行扩束,得到所述环状贝塞尔型光束。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述激发光生成组件还包括环形掩膜;
所述环形掩膜设置于所述第一扩束透镜与所述第二扩束透镜之间,所述环形掩膜用于对所述第一扩束透镜输出的贝塞尔型光束进行滤波,以将滤波后的所述贝塞尔型光束输入所述第二扩束透镜。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,所述差分探测组件包括偏振分束镜、平衡放大光电探测器、高频放大器及显像设备;
所述偏振分束镜设置于所述表面等离传感器与所述平衡放大光电探测器之间,所述偏振分束镜用于对所述反射偏振光进行偏振分束得到第一偏振光及第二偏振光,所述平衡放大光电探测器的第一输入端接收所述第一偏振光、其第二输入端接收所述第二偏振光,所述第一偏振光与所述第二偏振光的偏振方向相垂直;
所述平衡放大光电探测器设置于所述偏振分束镜与所述高频放大器之间,所述平衡放大光电探测器用于对所述第一偏振光及所述第二偏振光进行光信号相减,从而获取得到包含样品的超声压力波信息的信号,并将进行光信号相减后所得到的信号输出至所述高频放大器;
所述高频放大器分别连接所述平衡放大光电探测器及所述显像设备,所述高频放大器用于对所获取的所述信号进行放大,并将放大后的所述信号输出至所述显像设备以显示所述样品的探测信息。
所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,还包括第一侧位反射镜;
所述第一侧位反射镜设置于所述激发光生成组件与所述表面等离传感器之间,用于对所述偏振光入射所述表面等离传感器的入射角度进行调整。
有益效果
与现有的技术相比,本发明具有以下突出优点和效果:采用激发光生成组件生成环状贝塞尔型光束的激发光照射样品以产生超声压力波,超声压力波改变表面等离传感器中等离子水膜的折射率,导致射入表面等离传感器的偏振光的强度发生改变,差分探测组件接收强度发生改变的反射偏振光,通过两个不同偏振分量的光学输入信号相减消除共模噪声,进而得到包含样品的超声压力波信息的信号作为样品的探测信息,具有探测带宽较宽的特点,解决了传统光声显微镜纵向分辨率与横向分辨率不在同一级别的问题,可用于对毛细血管甚至红血球细胞的微循环结构进行清晰成像。同时本发明将表面等离传感器的共振效应及贝塞尔型光束的特性结合起来,在将纵向分辨率提升至与横向分辨率相同的微米级别的基础上也确保对样品的不同深度进行探测的横向分辨率保持不变,提高光声成像所得的三维图像质量,所得的三维图像在三维立体空间内具备各向同性的、微米级别的空间分辨能力,大幅提高了对样品的不同深度进行探测的定位精度,所得的三维图像在三维立体空间内具备各向同性的、微米级别的空间分辨能力,解决了传统光声显微镜所存在的对样品进行探测的空间定位精度不高的问题。
附图说明
图1为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的整体结构图;
图2为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构图;
图3为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构图;
图4为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构图;
图5为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的结构示意图;
图6为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。
本发明提供一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1-图6,图1为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的整体结构图;图2为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构图;图3为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构图;图4为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构图;图5为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的结构示意图;图6为本发明的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜的局部结构示意图。如图所示,本发明实施例提供一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其中,包括:偏振光生成组件1、表面等离传感器2、激发光生成组件3及差分探测组件4;所述偏振光生成组件1用于生成偏振光并将所述偏振光输入所述表面等离传感器2;所述激发光生成组件3用于生成激发光并照射样品10以产生超声压力波;其中,所述激发光为环状贝塞尔型光束;所述表面等离传感器2用于接收所述偏振光,并将所述偏振光被所述表面等离传感器2反射时因受到所述超声压力波的影响而引起变化的反射光束作为反射偏振光;所述差分探测组件4用于接收所述反射偏振光并根据所述反射偏振光输出所述样品的探测信息。贝塞尔光束是一种非衍射的光束,这意味着它在传播时不会衍射和发散;在自然界中无法产生真正的贝塞尔光束,因为贝塞尔光束是无界的并且需要无限量的能量,但是可以通过轴锥镜32得到近似的贝塞尔光束的贝塞尔型光束。传统的光声显微镜采用高斯光束作为激发光,高斯光束可在与样品10表面相接触的接触点实现聚焦,然而,聚焦高斯光束的焦深有限,一般仅能在百微米量级保持近乎相等的横向分辨率,而样品10的深度通常不小于1毫米,远大于聚焦高斯光束的焦深,导致对样品10的不同深度进行探测的横向分辨率较低,导致样品的整个成像深度上的横向分辨率差异明显,最终所获取到的三维光声图像严重失真。采用环状贝塞尔型光束作为激发光,可确保激发光照射样品10后,激发光在样品10的整个成像深度上不会发散,也即是激发光对样品10的整个成像深度上进行探测的横向分辨率不会发生改变,因此大幅提高了对样品的不同深度进行探测的灵敏度,从而可以从细胞层面上精准揭示组织的微观形态结构特征,为生物医学研究提供新型可靠的技术支持。
其中,所使用的偏振光可以是线偏振光,也可以是圆偏振光或者是椭圆偏振光。激发光生成组件3生成激发光照射样品10,激发光为环状贝塞尔型光束,样品10吸收激发光并基于热弹性效应产生与该样品10的光学吸收特性对应的超声压力波,样品10中不同密度、不同结构的区域具有不一样的光学吸收特性,因此会产生不同的超声压力波,基于超声压力波的区别即可对样品的密度、结构等信息进行深层探测。其中,样品10可以是血管、皮肤、脏器官等活体动物组织,还可以是细胞、植物组织等生物材料。上述的贝塞尔光声显微镜还可以包括电动位移平台5,样品10可放置于电动位移平台5上,通过电动平台驱动样品10沿X轴、Y轴及Z轴方向移动,以对样品10进行全方位动态探测。
在更具体的实施例中,所述表面等离传感器2包括镀膜棱镜21及设置于所述镀膜棱镜21下方的去离子水膜22,所述去离子水膜22的下方放置所述样品10。具体的,所述镀膜棱镜21的底面设有反射镀层211,所述去离子水膜22接触所述反射镀层211,所述反射镀层211用于反射所述偏振光以形成所述反射偏振光。具体的,所述反射镀层211为金属镀层,其中,所述镀膜棱镜21为直角棱镜或梯形棱镜。其中,去离子水膜22由去离子水构成,因此去离子水膜22中不含有任何杂质,可避免杂质对探测结果产生影响,提高对样品10的探测精度。镀膜棱镜21的底面设有反射镀层211,偏振光入射镀膜棱镜21,则偏振光的入射方向与铅垂线方向之间的夹角为该偏振光的入射角度A,反射镀层211所使用的金属及入射角度A需与偏振光的波长相对应,入射角度A需大于反射镀层211的全反射角才能使偏振光在反射镀层211表面发生全反射得到反射偏振光,反射镀层211的厚度因不小于预设厚度,以避免出现偏振光中部分光线未能被反射的情况。更具体的,可选用金镀层、银镀层、锡镀层、铅镀层等金属镀层作为反射镀层211,还可以选择其他具有反射作用的镀层作为反射镀层211,入射角度A可以为60-80°,预设厚度可以为30nm。
采用透射模式的光声成像系统,其偏振光需从样品一侧射入并穿过样品从样品的另一侧射出,因此传统的采用透射模式的光声成像系统只能对体外细胞样品进行成像。利用上述表面等离传感器2所设计得到的采用反射模式的光声显微镜,偏振光、激发光及反射偏振光均位于样品10的同一侧产生作用(本实施例图6中所示的偏振光及激发光均从样品10的上侧射入,反射偏振光从样品10的上侧射出),因此可对人体的大脑、眼睛等脏器官进行成像,具有良好的普适性,可解决传统的采用透射模式的光声成像系统只能对体外细胞样品进行成像而无法对人体大脑、眼睛等脏器官进行成像的问题。
例如,偏振光的波长为633nm时,偏振光的功率为10mw,采用金镀层作为镀膜棱镜21的底面的反射镀层211,金镀层的厚度为45nm,入射角度A选择为72.5°。偏振光从镀膜棱镜21的一侧面射入至镀膜棱镜21的金镀层,激发表面等离子体并发生全反射,产生对折射率变化十分敏感的等离子体共振效应,此时超声压力波经去离子水膜22传播至金镀层的表面,金镀层附近的水溶液受到超声压力波影响而压缩或拉伸,致使去离子水膜22的折射率发生变化并进一步导致表面等离子体的电磁场发生变化,从而使经表面等离子体所反射的偏振光产生微弱的强度变化,产生强度变化的偏振光即作为反射偏振光从镀膜棱镜21射出。
传统的光声显微镜均采用压电超声换能器制作得到,压电超声换能器将接收到的超声信号转化为电信号输出,由于受到压电材料自身属性的制约,导致压电换能器的探测带宽窄,通常为50-60MHz,探测灵敏度也比较低(噪声等效声压:1kPa左右)。基于上述示例,利用等离子体共振效应对折射率异常敏感的特性可制作得到优于现有技术的贝塞尔光声显微镜,上述贝塞尔光声显微镜可将探测带宽提升至200MHz以上,探测灵敏度可提升至0.1kPa(噪声等效声压,数值越小则探测灵敏度越高),在探测带宽及探测灵敏度两项指标上均优于采用压电超声换能器的传统光声显微镜。
在更具体的实施例中,所述偏振光生成组件1包括氦氖激光发生器11、偏振片12及二分之一波片13;所述氦氖激光11发生器用于产生探测激光;所述偏振片12设置于所述氦氖激光发生器11与所述二分之一波片13之间,所述偏振片12用于对所述探测激光进行调制以得到调制探测激光;所述二分之一波片13设置于所述偏振片12与所述表面等离传感器2之间,所述二分之一波片13用于对所述调制探测激光的P-偏振及S-偏振的分量进行调整以将调整后的所述调制探测激光作为所述偏振光。偏振片12用于对探测激光的偏振方向进行调制,得到调制探测激光,二分之一波片13用于对调制探测激光的P-偏振及S-偏振的分量进行调整得到偏振光,其中,当光线以非垂直角度穿透光学元件(如偏振片或分束镜)的表面时,反射和透射特性均依赖于偏振现象,这种情况下,使用的坐标系是用含有输入和反射光束的那个平面定义的,P-偏振的分量为光线的偏振矢量在这个平面内穿过的部分,S-偏振的分量为光线的偏振矢量垂直于这个平面的部分。
在更具体的实施例中,所述激发光生成组件3包括:固体激光发生器31、轴锥镜32、第一聚焦透镜33、第一扩束透镜34及第二扩束透镜35;所述固体激光发生器31用于生成脉冲激发光;所述轴锥镜32设置于所述固体激光发生器31与所述第一聚焦透镜33之间,所述轴锥镜32用于对所述脉冲激发光进行聚焦以产生贝塞尔型光束并输入所述第一聚焦透镜33;所述第一聚焦透镜33设置于所述轴锥镜32与所述第一扩束透镜34之间,所述第一聚焦透镜33用于对所述贝塞尔型光束进行聚焦后输入所述第一扩束透镜34;所述第一扩束透镜34设置于所述第一聚焦透镜33与所述第二扩束透镜35之间,所述第二扩束透镜35设置于所述第一扩束透镜34与所述样品10之间,所述第一扩束透镜34及所述第二扩束透镜35组合以用于对聚焦后的所述贝塞尔型光束进行扩束,得到所述环状贝塞尔型光束。优选的,所述激发光生成3组件还包括环形掩膜36;所述环形掩膜36设置于所述第一扩束透镜34与所述第二扩束透镜35之间,所述环形掩膜36用于对所述第一扩束透镜34输出的贝塞尔型光束进行滤波,以将滤波后的所述贝塞尔型光束输入所述第二扩束透镜35。其中,固体激光发生器31用于生成短脉冲激发光,对于不同的样品10,脉冲激发光的波长及轴锥镜的底面锥角B可以适当调整,以使样品10能够更高效地吸收脉冲激发光后产生更强的包含超声压力波信息的信号,例如,可使用波长为532nm的脉冲激发光对血管类样品10进行探测,可使用底面锥角B为0.5°的轴锥镜32。
优选的,上述光声显微镜还包括第一侧位反射镜37;所述第一侧位反射镜37设置于所述激发光生成组件3与所述表面等离传感器2之间,用于对所述偏振光入射所述表面等离传感器2的入射角度进行调整。设置第一侧位反射镜,可方便对偏振光入射表面等离传感器2的入射角度A进行调整,以使偏振光以合适的入射角度A入射表面等离传感器2并发生全反射。更具体的,还可设置与第一侧位反射镜37对应的第二侧位反射镜38,第二侧位反射镜38设置于激发光生成组件3与差分探测组件4之间,第二侧位反射镜38与第一侧位反射镜37互为镜像设置,第二侧位反射镜38用于对反射偏振光从等离传感器2射出后的方向进行调整,以使反射偏振光以正确方向射入差分探测组件4。
在更具体的实施例中,所述差分探测组件4包括偏振分束镜41、平衡放大光电探测器42、高频放大器43及显像设备44;所述偏振分束镜41设置于所述表面等离传感器2与所述平衡放大光电探测器42之间,所述偏振分束镜41用于对所述反射偏振光进行偏振分束得到第一偏振光及第二偏振光,所述平衡放大光电探测器42的第一输入端421接收所述第一偏振光、其第二输入端422接收所述第二偏振光,所述第一偏振光与所述第二偏振光的偏振方向相垂直;所述平衡放大光电探测器42设置于所述偏振分束镜41与所述高频放大器43之间,所述平衡放大光电探测器42用于对所述第一偏振光及所述第二偏振光进行光信号相减,从而获取得到包含样品的超声压力波信息的信号,并将进行光信号相减后所得到的信号输出至所述高频放大器43;所述高频放大器43分别连接所述平衡放大光电探测器42及所述显像设备44,所述高频放大器43用于对所获取的所述信号进行放大,并将放大后的所述信号输出至所述显像设备44以显示所述样品10的探测信息。其中,偏振分束镜41可以是偏振分光棱镜(Polarization Beam Spliter,PBS),还可以是沃拉斯顿棱镜。其中,高频放大器43与平衡放大光电探测器42及显像设备44之间均采用光纤连接,显像设备44可以是台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或手机等具有显像功能的终端设备,探测得到的信号采用光纤传输,可减小信号传输中的损耗,避免外界环境变化对信号的扰动,提高了信号的稳定性。具体的,平衡放大光电探测器42接收第一偏振光及第二偏振光,基于所测量到的第一偏振光的光强度及第二偏振光的光强度,通过两个光学输入信号相减以消除共模噪声,也即是获取得到包含样品的超声压力波信息的信号,也即是获取样品10的探测信息,对信号进行放大并输出至显像设备44,即可对样品10的探测信息进行显示。
本发明公开的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,采用激发光生成组件生成环状贝塞尔型光束的激发光照射样品以产生超声压力波,超声压力波改变表面等离传感器中等离子水膜的折射率,导致射入表面等离传感器的偏振光的强度发生改变,差分探测组件接收强度发生改变的反射偏振光,通过两个不同偏振分量的光学输入信号相减消除共模噪声,进而得到包含样品的超声压力波信息的信号作为样品的探测信息,具有探测带宽较宽的特点,解决了传统光声显微镜纵向分辨率与横向分辨率不在同一级别的问题,可用于对毛细血管甚至红血球细胞的微循环结构进行清晰成像。同时本发明将表面等离传感器的共振效应及贝塞尔型光束的特性结合起来,在将纵向分辨率提升至与横向分辨率相同的微米级别的基础上也确保对样品的不同深度进行探测的横向分辨率保持不变,提高光声成像所得的三维图像质量,所得的三维图像在三维立体空间内具备各向同性的、微米级别的空间分辨能力,大幅提高了对样品的不同深度进行探测的定位精度,所得的三维图像在三维立体空间内具备各向同性的、微米级别的空间分辨能力,解决了传统光声显微镜所存在的对样品进行探测的空间定位精度不高的问题。因此上述所构建的反射式贝塞尔光声显微镜能从细胞层面上精准揭示组织的微观形态结构特征,为生物医学研究提供新型可靠的技术支持。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,包括:偏振光生成组件、表面等离传感器、激发光生成组件及差分探测组件;
所述偏振光生成组件用于生成偏振光并将所述偏振光输入所述表面等离传感器;
所述激发光生成组件用于生成激发光并照射样品以产生超声压力波;其中,所述激发光为环状贝塞尔型光束;
所述表面等离传感器用于接收所述偏振光,并将所述偏振光被所述表面等离传感器反射时因受到所述超声压力波的影响而引起变化的反射光束作为反射偏振光;
所述差分探测组件用于接收所述反射偏振光并根据所述反射偏振光输出所述样品的探测信息。
2.如权利要求1所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述表面等离传感器包括镀膜棱镜及设置于所述镀膜棱镜下方的去离子水膜,所述去离子水膜的下方放置所述样品。
3.如权利要求2所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述镀膜棱镜的底面设有反射镀层,所述去离子水膜接触所述反射镀层,所述反射镀层用于反射所述偏振光以形成所述反射偏振光。
4.如权利要求3所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述反射镀层为金属镀层。
5.如权利要求3或4所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述镀膜棱镜为直角棱镜或梯形棱镜。
6.如权利要求1-4任一项所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述偏振光生成组件包括氦氖激光发生器、偏振片及二分之一波片;
所述氦氖激光发生器用于产生探测激光;
所述偏振片设置于所述氦氖激光发生器与所述二分之一波片之间,所述偏振片用于对所述探测激光进行调制以得到调制探测激光;
所述二分之一波片设置于所述偏振片与所述表面等离传感器之间,所述二分之一波片用于对所述调制探测激光的P-偏振及S-偏振的分量进行调整以将调整后的所述调制探测激光作为所述偏振光。
7.如权利要求1-4任一项所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述激发光生成组件包括:固体激光发生器、轴锥镜、第一聚焦透镜、第一扩束透镜及第二扩束透镜;
所述固体激光发生器用于生成脉冲激发光;
所述轴锥镜设置于所述固体激光发生器与所述第一聚焦透镜之间,所述轴锥镜用于对所述脉冲激发光进行调制以产生贝塞尔型光束并输入所述第一聚焦透镜;
所述第一聚焦透镜设置于所述轴锥镜与所述第一扩束透镜之间,所述第一聚焦透镜用于对所述贝塞尔型光束进行聚焦后输入所述第一扩束透镜;
所述第一扩束透镜设置于所述第一聚焦透镜与所述第二扩束透镜之间,所述第二扩束透镜设置于所述第一扩束透镜与所述样品之间,所述第一扩束透镜及所述第二扩束透镜组合以用于对聚焦后的所述贝塞尔型光束进行扩束,得到所述环状贝塞尔型光束。
8.如权利要求7所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述激发光生成组件还包括环形掩膜;
所述环形掩膜设置于所述第一扩束透镜与所述第二扩束透镜之间,所述环形掩膜用于对所述第一扩束透镜输出的贝塞尔型光束进行滤波,以将滤波后的所述贝塞尔型光束输入所述第二扩束透镜。
9.如权利要求1-4任一项所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,所述差分探测组件包括偏振分束镜、平衡放大光电探测器、高频放大器及显像设备;
所述偏振分束镜设置于所述表面等离传感器与所述平衡放大光电探测器之间,所述偏振分束镜用于对所述反射偏振光进行偏振分束得到第一偏振光及第二偏振光,所述平衡放大光电探测器的第一输入端接收所述第一偏振光、其第二输入端接收所述第二偏振光,所述第一偏振光与所述第二偏振光的偏振方向相垂直;
所述平衡放大光电探测器设置于所述偏振分束镜与所述高频放大器之间,所述平衡放大光电探测器用于对所述第一偏振光及所述第二偏振光进行光信号相减,从而获取得到包含样品的超声压力波信息的信号,并将进行光信号相减后所得到的信号输出至所述高频放大器;
所述高频放大器分别连接所述平衡放大光电探测器及所述显像设备,所述高频放大器用于对所获取的所述信号进行放大,并将放大后的所述信号输出至所述显像设备以显示所述样品的探测信息。
10.如权利要求1-4任一项所述的基于表面等离传感的贝塞尔光声显微镜,其特征在于,还包括第一侧位反射镜;
所述第一侧位反射镜设置于所述激发光生成组件与所述表面等离传感器之间,用于对所述偏振光入射所述表面等离传感器的入射角度进行调整。
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CN114967090A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-30 | 深圳大学 | 一种光声病理显微成像系统及方法 |
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