CN113218926B - 一种光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法，该光调制组件，包括：激发光源；扩束准直系统，位于所述激发光源的一侧，用于将所述激发光源发出的激发光转换成平行光束；线性偏振器，位于所述扩束准直系统远离所述激发光源的一侧，用于对所述平行光束进行偏振态调节；空间光调制器，其加载有与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，所述空间光调制器位于所述线性偏振器远离所述扩束准直系统的一侧，用于基于所述相位掩膜板对偏振态调节后的平行光束进行调制并反射调制光束；光学傅里叶变换系统，位于所述空间光调制器的反射光路上，用于对所述调制光束进行光学傅里叶变换，以得到目标振幅分布的微阵列点阵光源，解决了背景荧光的问题。

Description

一种光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法
技术领域
本发明涉及荧光显微镜技术领域，尤其涉及一种光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法。
背景技术
荧光显微镜作为一种光学显微镜，通常采用均匀光激发模式，利用特定波长的激发光作为光源，照射待测样品，以激发荧光，通过物镜和目镜观察并由CCD相机记录荧光图像，是生物检测的主要手段之一。例如，生物芯片技术，以微型化、集成化、高通量等优势成为如今研究热点，其普遍采用荧光显微镜观测，进而数据分析。
对于微阵列生物芯片，通常将待测样本以微阵列的形式排列，当均匀激发光照射芯片时，非样本区域同样会被激发产生背景荧光，从而影响测量结果。多数生物芯片的基板材料都有荧光，较难从材料上有效解决背景荧光的问题。
发明内容
为解决背景荧光的问题，本发明提供一种光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法。
第一方面，本发明的实施例提供一种光调制组件，包括：
激发光源；
扩束准直系统，位于所述激发光源的一侧，用于将所述激发光源发出的激发光转换成平行光束；
线性偏振器，位于所述扩束准直系统远离所述激发光源的一侧，用于对所述平行光束进行偏振态调节；
空间光调制器，其加载有与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，所述空间光调制器位于所述线性偏振器远离所述扩束准直系统的一侧，用于基于所述相位掩膜板对偏振态调节后的平行光束进行调制并反射调制光束；
光学傅里叶变换系统，位于所述空间光调制器的反射光路上，用于对所述调制光束进行光学傅里叶变换，以得到目标振幅分布的微阵列点阵光源。
在一些实施方式中，所述光学傅里叶变换系统是傅里叶透镜。
在一些实施方式中，所述微阵列点阵光源所形成的图样为正方形，所述图样的边长与傅里叶透镜的焦距、波长以及空间光调制器的像素尺寸之间的关系式如下：
p＝λf/l
其中，p为所述图样的边长，λ为波长，f为傅里叶透镜的焦距，l为空间光调制器的像素尺寸；
所述图样的微阵列点阵中两点间的实际间隔所对应的像素距离ΔL为
Figure BDA0003069903260000021
其中，Δl为所述图样的微阵列点阵中两点间的实际距离，d是傅里叶透镜输出端的像素分辨率。
在一些实施方式中，所述空间光调制器是相位型液晶空间光调制器。
在一些实施方式中，所述扩束准直系统是开普勒式扩束准直系统。
第二方面，本发明实施例提供一种荧光显微镜，包括：
如第一方面所述的光调制组件。
在一些实施方式中，所述荧光显微镜还包括：
照明光源，用于发出照明光束照射待测微阵列芯片，所述待测微阵列芯片位于光学傅里叶变换系统远离空间光调制器的一侧。
在一些实施方式中，所述荧光显微镜还包括：
物镜，位于待测微阵列芯片远离光学傅里叶变换系统的一侧，用于收集所述待测微阵列芯片产生的荧光信息，或者收集照明光源照射所述待测微阵列芯片时的芯片图像信息；
荧光滤光片，位于所述物镜远离所述待测微阵列芯片的一侧，用于滤除激发光；
目镜，位于所述荧光滤光片远离所述物镜的一侧，用于成像；
相机，位于所述目镜远离所述荧光滤光片的一侧，用于记录荧光图像或者芯片图像。
第三方面，本发明实施例提供一种芯片检测方法，包括：
根据所述待测微阵列芯片的预设标记识别所述待测微阵列芯片及其位置信息；
根据所述待测微阵列芯片及其位置信息生成目标振幅分布；
根据所述目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板；
将所确定的相位掩膜板加载至第一方面所述光调制组件的空间光调制器，或者第二方面所述荧光显微镜的空间光调制器。
在一些实施方式中，所述根据所述待测微阵列芯片的预设标记识别所述待测微阵列芯片及其位置信息，包括：
获取待测微阵列芯片的芯片图像；
识别所述芯片图像上的预设标记，确定待测微阵列芯片及其位置信息。
在一些实施方式中，所述预设标记包括：所述待测微阵列芯片四周的预设标记。
在一些实施方式中，所述根据所述目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，包括：
根据所述目标振幅分布与预设相位掩膜板库中的相位掩膜板进行匹配；
响应于所述预设相位掩膜板库中存在与所述目标振幅分布匹配的相位掩膜板，调用该相位掩膜板。
在一些实施方式中，所述根据所述目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，还包括：
响应于所述预设相位掩膜板库中不存在与所述目标振幅分布匹配的相位掩膜板，利用预设算法确定与所述目标振幅分布匹配的相位掩膜板。
在一些实施方式中，所述预设算法为GS算法。
第四方面，本发明实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如第三方面所述的方法。
第五方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第三方面所述的方法。
第五方面，一种芯片检测系统，其特征在于，包括：
如第二方面所述的荧光显微镜；
如第五方面所述的计算机设备。
本发明的一个或多个实施例至少能够带来如下有益效果：
本发明提供的光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法，利用加载有与目标振幅分布匹配的相位掩膜板的空间光调制器，对从激发光源发出并经扩束准直后的平行光束进行调制，再通过光学傅立叶变换变为微阵列点阵光源，这一微阵列点阵光源照射待测微阵列芯片，能够实现待测微阵列芯片与微阵列点阵光源一一对应，避免了激发光照射芯片基板引起的背景荧光，提高激发光光强以及芯片检测效率。由于空间调制器的可编程性和高速刷新的特性，本发明还具有随意快速切换微阵列点激发模式的优势，满足多种微阵列芯片激发光需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的一种光调制组件结构示意图；
图2是本发明实施例提供的相位掩膜板的相位分布计算原理示意图；
图3是本发明实施例提供的一种荧光显微镜结构示意图；
图4是本发明实施例提供的芯片检测方法流程图；
图5(1)至(6)是本发明实施例提供的待测微阵列芯片四周的预设标记示例。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，微阵列孔板和微阵列透镜能够通过将均匀面激发改变为微阵列点激发，以消除背景荧光的影响。然而，微阵列孔板虽然制作难度不大，但激发光被大量遮挡，因而激发光强大幅度降低，且微阵列孔板位置固定，一种微阵列孔板只能对应一种生物芯片，无法随意切换，如果微阵列孔板的孔过小时易发生衍射。微阵列透镜虽然保证了激发光强，但同样存在一旦固定无法随意切换的问题。
基于此，本发明实施例提供一种光调制组件、荧光显微镜及芯片检测系统及方法，解决背景荧光的问题。下面结合各个实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
图1示出了一种光调制组件的结构示意图，如图1所示，本实施例提供一种光调制组件，包括：
激发光源1；
扩束准直系统2，位于激发光源1的一侧，用于将激发光源1发出的激发光转换成平行光束；
线性偏振器3，位于扩束准直系统2远离激发光源1的一侧，用于对平行光束进行偏振态调节；
空间光调制器4，其加载有与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，空间光调制器4位于线性偏振器3远离扩束准直系统2的一侧，用于基于相位掩膜板对偏振态调节后的平行光束进行调制并反射调制光束；
光学傅里叶变换系统5，位于空间光调制器4的反射光路上，用于对调制光束进行光学傅里叶变换，以得到目标振幅分布的微阵列点阵光源。
在实际应用中，激发光源1可以采用激光器，激光器所出射的激光用作激发光。光学傅里叶变换系统5可以是傅里叶透镜，例如激光傅里叶透镜。空间光调制器4可以是相位型液晶空间光调制器，并不限制为相位型液晶空间光调制器。扩束准直系统2是开普勒式扩束准直系统，例如由两个凸透镜和设置在该两个凸透镜之间的小孔所构成的开普勒式扩束准直系统。
上述光调制组件的光路结构中，激发光源1出射的激发光经扩束准直系统2变成宽度大于空间光调制器4调制区域的宽平行光束，再通过线性偏振器3调节该平行光束的偏振态，使其与空间光调制器4能够调制的偏振方向一致，空间光调制器4加载根据目标振幅分布计算的相位掩膜板，该目标振幅分布是待测微阵列芯片所需要的点激发模式，加载了与目标振幅分布匹配的相位掩膜板的空间光调制器4调制入射的平行光束，反射出调制光束，调制光束经过光学傅里叶变换系统5进行光学傅里叶变换后，在光学傅里叶变换系统5的出射方向，于傅里叶透镜的后焦面同时也是待测微阵列芯片的位置，得到与待测微阵列芯片对应的微阵列点阵光源。
上述空间光调制器4所加载的相位掩膜板是一种虚拟的相位掩膜板，是借助于空间光调制器4所实现的相位分布。
相位掩膜板的相位分布计算原理如图2所示，设入射(输入端)的平行光束的振幅分布为S1(x1,y1)，空间光调制器4加载的相位掩膜板的相位分布为
Figure BDA0003069903260000061
则平行光束经空间光调制器调制后的光波场的复振幅分布为
Figure BDA0003069903260000062
其中，i表示虚部，exp表示指数函数。
由于空间光调制器4位于输入端(傅里叶透镜的前焦面)处，则傅里叶透镜后焦面的光波场的复振幅分布O2(x2,y2)与平行光束经空间光调制器4调制后的复振幅分布O1(x1,y1)成傅立叶变换关系，O2(x2,y2)的表达式为：
Figure BDA0003069903260000063
其中，光波矢k＝2π/λ，λ为入射的平行光束的波长，f为傅里叶透镜焦距。
在实际应用中，根据待测微阵列芯片的需要，设计输出端(傅里叶透镜的后焦面)处光波场的振幅分布S2(x2,y2)，即已知S2(x2,y2)＝|O2(x2,y2)|，结合输入端已知的平行光束的振幅分布S1(x1,y1)，则根据上述O2(x2,y2)的表达式可以计算出相位掩膜板的振幅分布
Figure BDA0003069903260000064
但实际上直接求解O2(x2,y2)的表达式是十分困难，因此，本实施例中，可以采用Gerchberg-Saxton(GS)算法计算相位掩膜板的相位分布，但不仅限于此算法，例如还可以也可以采用Weighted GS(GSW)算法或者Optimal rotation angle(ORA)算法等，采用Gerchberg-Saxton(GS)算法计算相位掩膜板的相位分布的具体流程如下：
步骤(1)：设输入端的平行光束的振幅分布为S1(x1,y1)，初始相位掩膜板的相位分布为
Figure BDA0003069903260000065
则平行光束经空间光调制器调制后的光波场的复振幅分布为：
Figure BDA0003069903260000066
步骤(2)：对O1(x1,y1)进行傅里叶变换，得到傅里叶透镜后焦面的复振幅分布为：
O2(x2,y2)＝FFT[O1(x1,y1)]
O2(x2,y2)的振幅分布和相位分布分别为S2(x2,y2)＝|O2(x2,y2)|和
Figure BDA0003069903260000071
其中，Im和Re代表复数的虚部和实部。
步骤(3)：将复振幅分布O2(x2,y2)的振幅分布S2(x2,y2)＝|O2(x2,y2)|替换为输出端所需的振幅分布T(x2,y2)(也就是目标振幅分布)，对复振幅分布
Figure BDA0003069903260000072
进行逆傅里叶变换，得到O1(x1,y1)＝FFT-1[O2(x2,y2)]
步骤(4)：令
Figure BDA0003069903260000073
重新带入步骤(1)中，执行步骤(1)～(4)，多次迭代，最终得到相位掩膜板的相位分布/>
Figure BDA0003069903260000074
即输出端处光波场的振幅分布与目标振幅分布最接近时的相位分布就是相位掩膜板的相位分布。
为使输出端处光波场的振幅分布更加均匀(即振幅分布曲线平滑，噪声少)，本实施例将目标振幅分布T(x2,y2)的逆傅里叶变换的相位分布作为相位掩膜板的初始相位分布。
值得说明的是，假设利用空间光调制器4在傅里叶透镜的后焦面(输出端)调制成的微阵列点阵光源所形成的图样为正方形，图样边长p与傅里叶透镜的焦距f、波长λ以及空间光调制器的像素尺寸l有关，该图样的边长与傅里叶透镜的焦距、波长以及空间光调制器的像素尺寸之间的关系式如下：
p＝λf/l
其中，p为所述图样的边长，λ为波长，f为傅里叶透镜的焦距，l为空间光调制器的像素尺寸；
该图样的微阵列点阵中两点间的实际间隔所对应的像素距离ΔL为
Figure BDA0003069903260000075
其中，Δl为所述图样的微阵列点阵中两点间的实际距离，d是傅里叶透镜输出端的像素分辨率。
通过上述光调制组件，能够将均匀面激发光源转换为微阵列点阵光源，既能够在保证激发光强度的情况下消除背景荧光的影响，又能够根据待测微阵列芯片所需要的点激发模式(目标振幅分布)确定相匹配的相位掩膜板，以在空间光调制器上加载该相位掩膜板，得到所需微阵列点阵光源。
实施例二
图3示出了一种荧光显微镜的结构示意图，如图3所示，本实施例提供一种荧光显微镜，包括：
实施例一的光调制组件。
通过采用上述光调制组件，本实施例的荧光显微镜能够将均匀面激发光源转换为微阵列点阵光源，既能够在保证激发光强度的情况下消除背景荧光的影响，又能够根据待测微阵列芯片所需要的点激发模式(目标振幅分布)确定相匹配的相位掩膜板，以在空间光调制器上加载该相位掩膜板，得到所需微阵列点阵光源，微阵列点阵光源照射到待测微阵列芯片上，能够进行微阵列芯片检测，针对不同的待测微阵列芯片可以加载与该待测微阵列芯片的目标振幅分布匹配的相位掩膜板，使得调制的微阵列点阵光源与待测微阵列芯片上的微阵列待测样本一一对应，既解决了芯片背景荧光的问题，同时面光源汇聚成了点光源保证了激发光强，能够满足大面积微阵列激发光强需求，提高检测效率，又通过不同相位掩膜板以及空间光调制器的可高速切换特性，满足不同微阵列芯片的微阵列点激发光需求，且可以随意快速切换。
进一步地，如图3所示的荧光显微镜还包括：
照明光源11，用于发出照明光束照射待测微阵列芯片，待测微阵列芯片位于光学傅里叶变换系统5远离空间光调制器4的一侧，加载(夹持)在样品台6上。
在实际应用中，照明光源11采用波长能够经过荧光滤光片的面光源，例如白光LED光源，照明光源11为单独一路照射光路，其出射的宽度大于待测微阵列芯片样本及预设标记所在区域的宽平行光束直接照射待测微阵列芯片。
进一步地，如图3所示的荧光显微镜还包括：
物镜7，位于待测微阵列芯片远离光学傅里叶变换系统5的一侧，用于收集待测微阵列芯片产生的荧光信息，或者收集照明光源11照射待测微阵列芯片时的芯片图像信息；
荧光滤光片8，位于物镜7远离待测微阵列芯片的一侧，用于滤除激发光；
目镜9，位于荧光滤光片8远离所述物镜7的一侧，用于成像；
相机10，位于目镜9远离荧光滤光片8的一侧，用于记录荧光图像或者芯片图像。
在实际应用中，相机10采用CCD相机。由于不同微阵列芯片上样本的分布情况不同，所需微阵列点光源的图样也不同，且待测微阵列芯片每次加载(安装)位置也难以保证完全一致，因此需要一个单独光路，用于照射待测微阵列芯片，以获取芯片图像来识别待测微阵列芯片和定位待测微阵列芯片的位置。当进行芯片检测时，照明光源11直接照射待测微阵列芯片，经过物镜7和目镜9，待测微阵列芯片成像于CCD相机，进而可以根据芯片图像进行预设标记识别，以确定待测微阵列芯片的位置信息，根据待测微阵列芯片及其位置信息生成目标振幅分布并确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，空间光调制器4加载该相位掩膜板，将面光源转换为微阵列点光源，从而实现微阵列点光源分布与待测微阵列芯片上的微阵列待测样本分布一致。
上述荧光显微镜的光路结构中，激发光源1出射的激发光经扩束准直系统2变成宽度大于空间光调制器4调制区域的宽平行光束，再通过线性偏振器3调节该平行光束的偏振态，使其与空间光调制器4能够调制的偏振方向一致，空间光调制器4加载根据目标振幅分布计算的相位掩膜板，该目标振幅分布是待测微阵列芯片所需要的点激发模式，加载了与目标振幅分布匹配的相位掩膜板的空间光调制器4调制入射的平行光束，反射出调制光束，调制光束经过光学傅里叶变换系统5进行光学傅里叶变换后，在光学傅里叶变换系统5的出射方向，于傅里叶透镜的后焦面同时也是待测微阵列芯片的(夹持)位置，得到与待测微阵列芯片对应的微阵列点阵光源，微阵列点阵光源照射待测微阵列芯片，物镜7收集待测微阵列芯片产生的荧光，经荧光滤光片8滤除激发光，通过目镜9成像，相机10记录下荧光图像。
本实施例中的上述基于空间光调制的微阵列点激发的荧光显微镜，利用加载了相位掩膜板的空间光调制器对从激发光源出射经扩束准直后的平行光束进行调制，再通过光学傅里叶透镜变为微阵列点阵光源，微阵列点阵光源照射待测微阵列芯片，实现微阵列待测样本一一对应激发荧光。
实施例三
图4示出了一种芯片检测方法流程图，如图4所示，本实施例提供一种芯片检测方法，可以应用于计算机设备12(如图3所示)，计算机设备12连接激发光源1和照明光源11、相机10以及空间光调制器4。该方法可以包括步骤S410～步骤S440：
步骤S410、根据待测微阵列芯片的预设标记识别待测微阵列芯片及其位置信息。
步骤S420、根据待测微阵列芯片及其位置信息生成目标振幅分布。
步骤S430、根据目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板。
步骤S440、将所确定的相位掩膜板加载至实施例一中光调制组件的空间光调制器4，或者实施例二中荧光显微镜的空间光调制器4。
本实施例中，预设标记包括：待测微阵列芯片四周的预设标记。通过在待测微阵列芯片上设置预设标记，来识别出不同待测微阵列芯片以及定位待测微阵列芯片的位置，如图5(1)～(6)所示，在待测微阵列芯片区域四周都标注特殊形状作为预设标记，例如可以是图5(1)所示的圆形预设标记、图5(2)所示的方形预设标记、图5(3)所示的三角形预设标记等等，也可是图5(4)和(5)所示的不同数量的标记物作为预设标记，或是图5(6)所示的不同标记物的组合作为预设标记等等。
进一步地，步骤S410中根据待测微阵列芯片的预设标记识别待测微阵列芯片及其位置信息，可以包括步骤S411～步骤S412：
步骤S411、获取待测微阵列芯片的芯片图像。
步骤S412、识别芯片图像上的预设标记，确定待测微阵列芯片的位置信息。
在实际应用中，当待测微阵列芯片加载(夹持)于样品台6后，计算机设备12控制照明光源11打开，以发出照明光束直接照射待测微阵列芯片，经由物镜7和目镜9成像，由相机10记录并存储芯片图像，计算机设备12获取芯片图像，识别芯片图像上的预设标记，根据待测微阵列芯片四周的预设标记在芯片图像上的位置计算待测微阵列芯片在样品台6上的实际位置，从而实现确定待测微阵列芯片及其位置。
在一些情形下，步骤S420中根据待测微阵列芯片及其位置信息生成目标振幅分布，可以包括：根据已知的预设标记与待测微阵列芯片上的微阵列样本之间的相对位置关系，即可得到所需微阵列点激发光图样也就是目标振幅分布，进而可以通过预设算法计算得到与目标振幅分布匹配的相位掩膜板。
进一步地，步骤S430中根据目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，可以包括：
根据目标振幅分布与预设相位掩膜板库中的相位掩膜板进行匹配：
响应于预设相位掩膜板库中存在与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，调用该相位掩膜板。
响应于预设相位掩膜板库中不存在与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，利用预设算法确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板。在一些情形下，预设算法为GS算法。
在实际使用中，可以预先为不同待测微阵列芯片以及不同位置的待测微阵列芯片计算不同的相位掩膜板，并建立预设相位掩膜板库，预设相位掩膜板库中至少存储振幅分布与相位掩膜板的对应关系，当需要使用相位掩膜板时可以根据目标振幅分布直接从预设相位掩膜板库里调用，减少计算相位掩膜板时间。
当待测微阵列芯片加载于样品台6后，计算机设备12控制照明电源11打开，照射待测微阵列芯片，经由物镜7和目镜9成像，相机11记录并存储芯片图像，计算机设备12获取芯片图像，识别芯片图像上的预设标记，确定待测微阵列芯片及其(在样品台6上的)位置，生成所需微阵列点激发光的振幅分布，与预设相位掩膜板库中的相位掩膜板进行匹配，若存在匹配的相位掩膜板，直接调用对应相位掩膜板；若未能匹配，则根据所需微阵列点激发光图样(目标振幅分布)，通过GS算法计算相位掩膜板，随后将相位掩膜板加载在空间光调制器4。此时，计算机设备12控制照明光源11关闭，并打开激发光源1，出射激发光并经扩束准直系统2变成宽平行光束，通过线性偏振器3调节平行光束的偏振态，调节后的平行光束入射至空间光调制器4，经空间光调制器4所加载的相位掩膜板调制后，通过光学傅里叶变换系统5进行光学傅里叶变换，在样品台6处得到与待测微阵列芯片对应微阵列点阵光源，微阵列点阵光源照射待测微阵列芯片，物镜7收集待测微阵列芯片产生的荧光，经荧光滤光片8滤除激发光，经目镜9成像，相机10记录荧光图像。
实施例四
本实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现实施例三的芯片检测方法。
本实施例中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。方法详见前述实施例，此处不再赘述。
实施例五
本实施例提供一种计算机设备12，包括存储器和处理器，该存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时实现实施例三的芯片检测方法。
本实施例中，处理器可以是专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(ProgrammableLogic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例中的方法。在处理器上运行的计算机程序被执行时所实现的方法可参照本发明前述实施例提供的方法的具体实施例，此处不再赘述。
实施例六
本实施例提供一种芯片检测系统，包括：
实施例二的荧光显微镜；
实施例五的计算机设备12，计算机设备12连接激发光源1和照明光源11、相机10以及空间光调制器4。
本实施例的芯片检测系统利用空间光调制器将面激发光调制成微阵列点激发光，同时兼顾激发光强度与切换灵活性，既解决芯片背景荧光的影响，同时将面光源汇聚成点光源，提高了光强，满足在光源不变的情况下更大面积荧光激发需求，同时可随意快速切换微阵列点激发模式，适用于多种不同芯片。
可以理解的是，荧光显微镜的内容可以参见实施例二的具体内容，计算机设备12可以参见实施例五的具体内容。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的。
需要说明的是，在本文中，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，或者是还包括为这种过程、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。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (17)

1.一种光调制组件，其特征在于，包括：
激发光源(1)；
扩束准直系统(2)，位于所述激发光源(1)的一侧，用于将所述激发光源(1)发出的激发光转换成平行光束；
线性偏振器(3)，位于所述扩束准直系统(2)远离所述激发光源(1)的一侧，用于对所述平行光束进行偏振态调节；
空间光调制器(4)，其加载有与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，所述空间光调制器(4)位于所述线性偏振器(3)远离所述扩束准直系统(2)的一侧，用于基于所述相位掩膜板对偏振态调节后的平行光束进行调制并反射调制光束，所述相位掩膜板是一种虚拟的相位掩膜板，是借助于所述空间光调制器所实现的相位分布，所述相位掩膜板的相位分布根据目标振幅分布计算得到，所述目标振幅分布是待测微阵列芯片所需要的点激发模式；
光学傅里叶变换系统(5)，位于所述空间光调制器(4)的反射光路上，用于对所述调制光束进行光学傅里叶变换，以得到目标振幅分布的微阵列点阵光源。
2.根据权利要求1所述的光调制组件，其特征在于，所述光学傅里叶变换系统(5)是傅里叶透镜。
3.根据权利要求2所述的光调制组件，其特征在于，所述微阵列点阵光源所形成的图样为正方形，所述图样的边长与傅里叶透镜的焦距、波长以及空间光调制器的像素尺寸之间的关系式如下：
p＝λf/l
其中，p为所述图样的边长，λ为波长，f为傅里叶透镜的焦距，l为空间光调制器的像素尺寸；
所述图样的微阵列点阵中两点间的实际间隔所对应的像素距离ΔL为
Figure FDA0004051122970000011
其中，Δl为所述图样的微阵列点阵中两点间的实际距离，d是傅里叶透镜输出端的像素分辨率。
4.根据权利要求1所述的光调制组件，其特征在于，所述空间光调制器(4)是相位型液晶空间光调制器。
5.根据权利要求1所述的光调制组件，其特征在于，所述扩束准直系统(2)是开普勒式扩束准直系统。
6.一种荧光显微镜，其特征在于，包括：
权利要求1至5中任一项所述的光调制组件。
7.根据权利要求6所述的荧光显微镜，其特征在于，还包括：
照明光源(11)，用于发出照明光束照射待测微阵列芯片，所述待测微阵列芯片位于光学傅里叶变换系统(5)远离空间光调制器(4)的一侧。
8.根据权利要求6或7所述的荧光显微镜，其特征在于，还包括：
物镜(7)，位于待测微阵列芯片远离光学傅里叶变换系统(5)的一侧，用于收集所述待测微阵列芯片产生的荧光信息，或者收集照明光源(11)照射所述待测微阵列芯片时的芯片图像信息；
荧光滤光片(8)，位于所述物镜(7)远离所述待测微阵列芯片的一侧，用于滤除激发光；
目镜(9)，位于所述荧光滤光片(8)远离所述物镜(7)的一侧，用于成像；
相机(10)，位于所述目镜(9)远离所述荧光滤光片(8)的一侧，用于记录荧光图像或者芯片图像。
9.一种芯片检测方法，其特征在于，包括：
根据所述待测微阵列芯片的预设标记识别所述待测微阵列芯片及其位置信息；
根据所述待测微阵列芯片及其位置信息生成目标振幅分布；
根据所述目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板；
将所确定的相位掩膜板加载至权利要求1至5中任一项所述光调制组件的空间光调制器(4)，或者权利要求6至8中任一项所述荧光显微镜的空间光调制器(4)。
10.根据权利要求9所述的芯片检测方法，其特征在于，所述根据所述待测微阵列芯片的预设标记识别所述待测微阵列芯片及其位置信息，包括：
获取待测微阵列芯片的芯片图像；
识别所述芯片图像上的预设标记，确定待测微阵列芯片及其位置信息。
11.根据权利要求9或10所述的芯片检测方法，其特征在于，所述预设标记包括：所述待测微阵列芯片四周的预设标记。
12.根据权利要求9所述的芯片检测方法，其特征在于，所述根据所述目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，包括：
根据所述目标振幅分布与预设相位掩膜板库中的相位掩膜板进行匹配；
响应于所述预设相位掩膜板库中存在与所述目标振幅分布匹配的相位掩膜板，调用该相位掩膜板。
13.根据权利要求12所述的芯片检测方法，其特征在于，所述根据所述目标振幅分布确定与目标振幅分布匹配的相位掩膜板，还包括：
响应于所述预设相位掩膜板库中不存在与所述目标振幅分布匹配的相位掩膜板，利用预设算法确定与所述目标振幅分布匹配的相位掩膜板。
14.根据权利要求13所述的芯片检测方法，其特征在于，所述预设算法为GS算法。
15.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求9至14任一项所述的方法。
16.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求9至14任一项所述的方法。
17.一种芯片检测系统，其特征在于，包括：
权利要求6至8中任一项所述的荧光显微镜；
权利要求16所述的计算机设备。
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