CN116755234A - 一种线光扫描共聚焦显微成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种线光扫描共聚焦显微成像系统及方法，包括激光器，用于发射初始激光光束；第一光束准直单元，用于形成圆形光斑；垂直线光转换单元，用于得到垂直线光；线光抑制单元，用于得到均匀线光；线光放大单元，用于得到长线光，扫描单元，实现长线光扫描样本；反射透过单元，将长线光反射至显微物镜；荧光成像单元，将样本荧光信号成像，得到图像信息。本线光扫描共聚焦显微成像系统将激光器发射的激光经过准直、垂直线光转换、杂散光抑制、线光放大以及线光扫描后经过显微物镜到达样本，实现面扫描，进而实现激光扫描共聚焦成像，克服了非焦平面荧光信号的干扰，提升显微成像质量同时能够快速成像、光毒性低并且适合大样品动态成像。

Description

一种线光扫描共聚焦显微成像系统及方法

技术领域

本申请涉及光学系统技术领域，具体为一种线光扫描共聚焦显微成像系统及方法。

背景技术

光学显微物镜是利用光学原理，把肉眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器，作为研究和科学发现的象征，被广泛应用于生命科学领域，成为细胞生物学家和分子生物学家不可缺少的研究工具，功能丰富、性能卓越的光学显微观测仪器是生命科学研究发现新现象、揭示新机理的重要基础与创新引擎，目前，光学显微物镜逐渐配备了数码摄像头、软件，可以采集图像，这样就可以在显示器上显示出来了，观看的时候也比较方便。

活体天然是三维的，同时存在光学像差或散射、运动模糊、一些生命现象也十分迅速，这些特征对成像工具提出了极高的性能要求，使得活体样本长时程高速高分辨成像成了研究热点。

传统的宽场荧光显微镜通过物镜将激发光聚焦，同时收集样品的荧光信号成像。在这种宽场体照明方式下，虽然焦平面上的光最强，但其上下的样品也会被照亮，因此无法克服非焦平面以及邻近视野区域荧光信号的干扰，这就导致了成像焦平面以外的干扰信号进入图像，导致图像分辨率和反差降低，使感兴趣的特征模糊，导致成像质量大大降低，且引入额外的光毒性，影响样品生物活性，甚至造成细胞死亡。

传统宽场荧光显微镜容易受到轴向干扰和侧向干扰的影响而变得异常模糊。一方面，由于在物镜聚焦平面上下的平面上也有荧光被激发，焦平面上的荧光图像将有一定的模糊，这被称为轴向Z干扰；另一方面，样品也会受到同一焦平面上邻近区域所激发的荧光的干扰，使得图像的对比度降低，这被称为侧向XY干扰。

目前激光点扫描共聚焦使用点扫描方法，通过在探测端引入针孔，滤除了焦平面以外的杂散光，使分辨率，特别是Z轴方向的分辨率得到了提升，能够实现三维成像，但与传统宽场荧光显微镜相比，成像速度较慢，且光漂白和光毒性更加严重，不适合对大样品进行动态成像。

因此一种能够克服非焦平面荧光信号的干扰，提升显微成像质量同时能够快速成像、光毒性低并且适合动态成像的线光扫描共聚焦显微成像系统及方法亟待研究。

发明内容

本申请的目的在于提供一种线光扫描共聚焦显微成像系统及方法，能够克服非焦平面荧光信号的干扰，提升显微成像质量同时能够快速成像、光毒性低并且适合大样品动态成像。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种线光扫描共聚焦显微成像系统，包括激光器，用于发射初始激光光束；第一光束准直单元，沿所述激光器的传输光路设置，用于将初始激光光束准直形成圆形光斑；垂直线光转换单元，沿所述第一光束准直单元的传输光路设置，用于将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；线光抑制单元，沿所述垂直线光转换单元的传输光路设置，用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；线光放大单元，沿所述线光抑制单元的传输光路设置，用于将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，线光放大单元包括扫描单元，通过扫描单元实现长线光扫描样本，实现面扫描，可以大大降低噪声信号；反射透过单元，沿所述线光放大单元的传输光路设置，将长线光反射至显微物镜，长线光经过显微物镜到达样本；荧光成像单元，荧光成像单元位于反射透过单元远离显微物镜的一侧，样本的荧光信号被显微物镜收集后透过反射透过单元，通过荧光成像单元成像，成像后被图像获取单元接收，得到图像信息。

本线光扫描共聚焦显微成像系统将激光器发射的激光经过准直、垂直线光转换、杂散光抑制、线光放大以及线光扫描后经过显微物镜到达样本，实现面扫描，进而实现激光扫描共聚焦成像，产生荧光信号，能够克服非焦平面荧光信号的干扰，提升显微成像质量同时能够快速成像、光毒性低并且适合大样品动态成像。

优选的，所述第一光束准直单元包括平行对应排列的第一双胶合透镜和第二双胶合透镜，第一双胶合透镜和第二双胶合透镜的安装公差控制在0.2°范围内，第一双胶合透镜沿所述激光器的传输光路设置，第一双胶合透镜接收初始激光光束，经过一次准直后光束通过第二双胶合透镜二次准直，将初始激光光束准直成一定口径的圆形光斑，经过大量实验证明，第一双胶合透镜和第二双胶合透镜的安装公差控制在0.2°范围内在实现准直功能的前提下，不会影响接下来激光通过线光抑制单元的能量利用率。

优选的，所述垂直线光转换单元选用圆形柱透镜，圆形柱透镜的安装公差控制在0.4°范围内，圆形柱透镜将圆形光斑成垂直方向上的线光，由于圆形柱透镜安装倾斜会使线光源发生偏转，同时会影响线光经过线光抑制单元的能量利用率，经过大量实验证明，圆形柱透镜的安装公差控制在0.4°范围内，对下一步线光通过线光抑制单元的能量利用率影响不大。

优选的，所述线光抑制单元选用可调狭缝，可调狭缝的安装公差控制在0.4°范围内，可调狭缝可以选用单边可调的非对称式狭缝或双边可调的对称狭缝，狭缝安装倾斜，不会使线光源发生偏转，但是会使线光源能量损耗增加，经过大量实验证明，在安装误差0.4°范围内对线光影响不大，线光的中心通过可调狭缝使线光更加均匀，可以抑制杂散光，有效去除背景光，过滤来自于非焦平面上的干扰光。

优选的，所述线光放大单元还包括第二光束准直单元和第三光束准直单元，第二光束准直单元沿所述线光抑制单元的传输光路设置，第二光束准直单元位于扫描单元左侧，第三光束准直单元位于扫描单元上方，扫描单元相对第二光束准直单元和第三光束准直单元均倾斜设置，第二光束准直单元和第三光束准直单元均选用双胶合透镜，扫描单元选用一维振镜，一维振镜设置在两个双胶合透镜之间，在放大线光的同时，通过一维振镜快速扫描，线光最终在样本扫描，实现面扫描，从而实现激光扫描共聚焦成像，产生荧光信号。

优选的，所述第二光束准直单元和第三光束准直单元的安装公差控制在0.2°范围内，经过大量实验证明，控制第二光束准直单元和第三光束准直单元在上述倾斜角度范围内对线光的能量利用率影响不大。

优选的，所述反射透过单元选用二项色镜，二项色镜位于扫描单元上方，二项色镜相对第三光束准直单元倾斜设置，二项色镜可以一方面将线光反射至显微物镜，另一方面样本荧光信号透过二项色镜被荧光成像单元接收用于成像。

优选的，所述显微物镜位于反射透过单元右侧，荧光成像单元位于反射透过单元左侧，图像获取单元位于荧光成像单元左侧，显微物镜、荧光成像单元和图像获取单元平行排列，荧光成像单元选用Tube透镜，Tube透镜将显微物镜收集的样本荧光信号进行荧光成像，图像获取单元接收荧光信号，收集图像信息。

优选的，所述图像获取单元包括镜4F扫描系统以及微透镜阵列，4F扫描系统沿荧光成像单元的传输光路设置，样本的荧光信号被显微物镜收集后透过反射透过单元通过荧光成像单元成像，成像后通过4F扫描系统成像到微透镜阵列上，然后通过微透镜采集图像角度信息成像到相机上。

本申请还提供一种线光扫描共聚焦显微成像方法，应用于上述任一所述的线光扫描共聚焦显微成像系统，包括以下步骤，

步骤一：激光器发射初始激光光束；

步骤二：第一光束准直单元将初始激光光束准直形成圆形光斑；

步骤三：垂直线光转换单元将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；

步骤四：线光抑制单元用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；

步骤五：线光放大单元将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，扫描单元实现长线光扫描样本，实现面扫描，可以大大降低噪声信号；

步骤六：反射透过单元将长线光反射至显微物镜，长线光经过显微物镜到达样本；

步骤七：样本的荧光信号被显微物镜收集后透过反射透过单元，通过荧光成像单元成像，成像后被图像获取单元接收，得到图像信息。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本线光扫描共聚焦显微成像系统及方法将激光器发射的激光经过准直、垂直线光转换、杂散光抑制、线光放大以及线光扫描后经过显微物镜到达样本，实现面扫描，进而实现激光扫描共聚焦成像，产生荧光信号，可以克服非焦平面荧光信号的干扰，提升显微成像质量同时能够快速成像、光毒性低并且适合大样品动态成像；

本线光扫描共聚焦显微成像系统通过第一光束准直单元、垂直线光转换单元、线光抑制单元、第二光束准直单元以及第三光束准直单元的安装倾斜角度控制，使得线光的光毒性低，能量利用率高，适用于对活体生物组织进行成像；

本线光扫描共聚焦显微成像系统的线光抑制单元选用可调狭缝，可以根据成像条件进行狭缝实时调节，适用性更强；

本线光扫描共聚焦显微成像系统的线光通过4F系统，在4F系统的适当位置放置一维高速扫描振镜，通过一维振镜的快速线扫描实现面成像或体成像；

本线光扫描共聚焦显微成像系统及方法适用范围广、拓展性强，适用包括但不限于传统宽场荧光显微镜的升级改造，对光场显微成像应用亦适用且有明显优势。

附图说明

图1为本申请实施例一的线光扫描共聚焦显微成像系统的结构示意图；

图2为本申请实施例二的线光扫描共聚焦显微成像系统的结构示意图；

图3为本申请实施例三的线光扫描共聚焦显微成像系统的结构示意图；

图4为小鼠脑切片采用传统宽场成像所得图像；

图5为小鼠脑切片采用本申请实施例二的线光扫描共聚焦显微成像系统所得图像；

图6为激光点扫描共聚焦单张图片用时0.125s所得图片；

图7为采用本申请实施例二的线光扫描共聚焦显微成像系统单张图片用时0.02s所得图片；

图8为果蝇线粒体采用传统宽场成像所得图像；

图9为果蝇线粒体采用本申请实施例三的线光扫描共聚焦显微成像系统所得图像。

附图标记：1、激光器；2、第一光束准直单元；21、第一双胶合透镜；22、第二双胶合透镜；3、垂直线光转换单元；4、线光抑制单元；5、线光放大单元；51、扫描单元；52、第二光束准直单元；53、第三光束准直单元；6、反射透过单元；7、显微物镜；8、荧光成像单元；9、图像获取单元；91、4F扫描系统；92、微透镜阵列；10、样本。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

实施例 一

为了解决非焦平面信息的干扰，激光扫描共聚焦显微成像方法应运而生。共聚焦方法的关键就是在检测端放置一个叫做针孔的装置，过滤来自于非焦平面上的信息，一定深度范围内，激光扫描共聚焦可以剥离掉非焦平面的荧光信号，在最大程度上保证所采集到的都是在焦面层面的清晰信号，获取高质量的荧光图像，对此，本申请提供了一种线光扫描共聚焦显微成像系统，如图1所示，包括：激光器1，用于发射初始激光光束；第一光束准直单元2，沿所述激光器1的传输光路设置，用于将初始激光光束准直形成圆形光斑；垂直线光转换单元3，沿所述第一光束准直单元2的传输光路设置，用于将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；线光抑制单元4，沿所述垂直线光转换单元3的传输光路设置，用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；线光放大单元5，沿所述线光抑制单元4的传输光路设置，用于过将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，线光放大单元5包括扫描单元51，通过扫描单元51实现长线光扫描样本10，实现面扫描，可以大大降低噪声信号；反射透过单元6，沿所述线光放大单元5的传输光路设置，将长线光反射至显微物镜7，长线光经过显微物镜7到达样本10；荧光成像单元8，荧光成像单元8位于反射透过单元6远离显微物镜7的一侧，样本10的荧光信号被显微物镜7收集后透过反射透过单元6，通过荧光成像单元8成像，成像后被图像获取单元9接收，得到图像信息，本线光扫描共聚焦显微成像系统将激光器1发射的激光经过准直、垂直线光转换、杂散光抑制、线光放大以及线光扫描后经过显微物镜7到达样本10，实现面扫描，进而实现激光扫描共聚焦成像，产生荧光信号，可以去除非焦平面荧光信号的干扰，提高荧光信号质量，进而提高显微成像质量。

实施例 二

如图2所示，一种线光扫描共聚焦显微成像系统，包括：激光器1，用于发射初始激光光束，本实施例中，激光器1数值孔径为0.1；平行对应排列的第一双胶合透镜21和第二双胶合透镜22位于激光器1右侧构成准直系统，用于将初始激光光束用于将初始激光光束准直形成一定口径的圆形光斑，第一双胶合透镜21沿所述激光器1的传输光路设置，第一双胶合透镜21接收初始激光光束，经过一次准直后光束通过第二双胶合透镜22二次准直，将初始激光光束准直成一定口径的圆形光斑，垂直线光转换单元3采用圆形柱透镜，圆形柱透镜位于第二双胶合透镜22右侧，沿所述第二双胶合透镜22的传输光路设置，用于将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光，选用单边可调的非对称式狭缝的线光抑制单元4位于第二双胶合透镜22右侧，本实施例中，单边可调的非对称式狭缝的狭缝宽度为200微米，单边可调的非对称式狭缝沿圆形柱透镜的传输光路设置，用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光，线光的中心通过可调狭缝使线光更加均匀，可以抑制杂散光，有效去除背景光，过滤来自于非焦平面上的干扰光，第二光束准直单元52沿单边可调的非对称式狭缝的传输光路设置，采用一维振镜的扫描单元51位于第二光束准直单元52右侧，第二光束准直单元52选用双胶合透镜，第三光束准直单元53位于一维振镜上方，第三光束准直单元53选用双胶合透镜，一维振镜相对第二光束准直单元52和第三光束准直单元53均倾斜设置，第二光束准直单元52和第三光束准直单元53构成放大系统，将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，一维振镜实现长线光扫描样本10，实现面扫描，可以大大降低噪声信号，反射透过单元6选用选用二项色镜，二项色镜位于一维振镜上方，二项色镜相对第三光束准直单元53倾斜设置，二项色镜沿第三光束准直单元53的传输光路设置，将长线光反射至显微物镜7，长线光经过显微物镜7到达样本10，荧光成像单元8选用Tube透镜，Tube透镜位于二项色镜左侧，显微物镜7位于二项色镜右侧，图像获取单元9直接采用相机，相机位于Tube透镜左侧，显微物镜7、Tube透镜和相机平行排列，样本10的荧光信号被显微物镜7收集后透过二项色镜，通过Tube透镜成像，成像后被相机接收，得到图像信息，本线光扫描共聚焦显微成像系统处理后的光线光毒性低、可以高速成像，能量利用率高，适用于对活体生物组织进行成像。

如图4和5所示，对比小鼠脑切片采用传统宽场成像所得图像以及小鼠脑切片采用实施例二的线光扫描共聚焦显微成像系统所得图像，明显图5的成像质量高，如图6和7所示，激光点扫描共聚焦单张图片用时0.125s所得图片与采用本申请实施例二的线光扫描共聚焦显微成像系统单张图片用时0.02s所得图片，明显本申请在获得更加清晰图像同时，用时更短。

实施例 三

如图3所示，一种线光扫描共聚焦光场显微成像系统，本实施例与实施例二的区别在于，图像获取单元9有所差异，其他元件以及排列关系并无不同，本实施例中，图像获取单元9包括4F扫描系统91以及微透镜阵列92，4F扫描系统91沿Tube透镜的传输光路设置，4F扫描系统91位于Tube透镜的左侧，微透镜阵列92位于4F扫描系统91左侧，相机位于微透镜阵列92左侧，样本10的荧光信号被显微物镜9收集后透过二项色镜，通过Tube透镜成像，成像后通过4F扫描系统91成像到微透镜阵列92上，然后通过微透镜采集图像角度信息成像到相机上，相机采集获取的光场信息通过光场重建可解出三维图像信息，综上所述，本线光扫描共聚焦显微成像系统具有高速成像、三维成像、层析能力较强、光毒性低的优势，适用于对活体生物组织进行长时程成像。

如图8和9所示，对比果蝇线粒体采用传统宽场成像所得图像以及果蝇线粒体采用本申请实施例三的线光扫描共聚焦显微成像系统所得图像，明显明显图9的成像质量更高。

实施例 四

本申请还提供了一种线光扫描共聚焦显微成像方法，应用于上述实施例一和二所述的线光扫描共聚焦显微成像系统，包括以下步骤，

步骤一：激光器1发射初始激光光束；

步骤二：第一光束准直单元2将初始激光光束准直形成圆形光斑；

步骤三：垂直线光转换单元3将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；

步骤四：线光抑制单元4用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；

步骤五：线光放大单元5将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，扫描单元51实现长线光扫描样本10，实现面扫描，可以大大降低噪声信号；

步骤六：反射透过单元6将长线光反射至显微物镜7，长线光经过显微物镜7到达样本10；

步骤七：样本10的荧光信号被显微物镜7收集后透过反射透过单元6，通过荧光成像单元8成像，成像后被图像获取单元9接收，得到图像信息。

实施例 五

本申请还提供了另一种线光扫描共聚焦光场显微成像方法，应用于上述实施例三所述的线光扫描共聚焦光场显微成像系统，包括以下步骤，

步骤一：激光器1发射初始激光光束；

步骤二：第一光束准直单元2将初始激光光束准直形成圆形光斑；

步骤三：垂直线光转换单元3将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；

步骤四：线光抑制单元4用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；

步骤五：线光放大单元5将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，扫描单元51实现长线光扫描样本10，实现面扫描，可以大大降低噪声信号；

步骤六：反射透过单元6将长线光反射至显微物镜7，长线光经过显微物镜7到达样本10；

步骤七：样本10的荧光信号被显微物镜7收集后透过反射透过单元6，和荧光成像单元8，通过荧光成像单元8成像，成像后通过4F扫描系统91成像到微透镜阵列92上，然后通过微透镜采集图像角度信息成像到相机上。

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，能够以其他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，而且是非限制性的，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)

1.一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于，包括：

激光器（1），用于发射初始激光光束；

第一光束准直单元（2），沿所述激光器（1）的传输光路设置，用于将初始激光光束准直形成圆形光斑；

垂直线光转换单元（3），沿所述第一光束准直单元（2）的传输光路设置，用于将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；

线光抑制单元（4），沿所述垂直线光转换单元（3）的传输光路设置，用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；

线光放大单元（5），沿所述线光抑制单元（4）的传输光路设置，用于将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，线光放大单元（5）包括扫描单元（51），通过扫描单元（51）实现长线光扫描样本（10），实现面扫描，可以大大降低噪声信号；

反射透过单元（6），沿所述线光放大单元（5）的传输光路设置，将长线光反射至显微物镜（7），长线光经过显微物镜（7）到达样本（10）；

荧光成像单元（8），荧光成像单元（8）位于反射透过单元（6）远离显微物镜（7）的一侧，样本（10）的荧光信号被显微物镜（7）收集后透过反射透过单元（6），通过荧光成像单元（8）成像，成像后被图像获取单元（9）接收，得到图像信息。

2.根据权利要求1所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述第一光束准直单元（2）包括平行对应排列的第一双胶合透镜（21）和第二双胶合透镜（22），第一双胶合透镜（21）和第二双胶合透镜（22）的安装公差控制在0.2°范围内，第一双胶合透镜（21）沿所述激光器（1）的传输光路设置。

3.根据权利要求2所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述垂直线光转换单元（3）选用圆形柱透镜，圆形柱透镜的安装公差控制在0.4°范围内。

4.根据权利要求3所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述线光抑制单元（4）选用可调狭缝，可调狭缝的安装公差控制在0.4°范围内。

5.根据权利要求4所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述线光放大单元（5）还包括第二光束准直单元（52）和第三光束准直单元（53），第二光束准直单元（52）沿所述线光抑制单元（4）的传输光路设置，第二光束准直单元（52）位于扫描单元（51）左侧，第三光束准直单元（53）位于扫描单元（51）上方，扫描单元（51）相对第二光束准直单元（52）和第三光束准直单元（53）均倾斜设置，第二光束准直单元（52）和第三光束准直单元（53）均选用双胶合透镜，扫描单元（51）选用一维振镜。

6.根据权利要求5所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述第二光束准直单元（52）和第三光束准直单元（53）的安装公差控制在0.2°范围内。

7.根据权利要求6所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述反射透过单元（6）选用二项色镜，二项色镜位于扫描单元（51）上方，二项色镜相对第三光束准直单元（53）倾斜设置。

8.根据权利要求7所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述显微物镜（7）位于反射透过单元（6）右侧，荧光成像单元（8）位于反射透过单元（6）左侧，图像获取单元（9）位于荧光成像单元（8）左侧，显微物镜（7）、荧光成像单元（8）和图像获取单元（9）平行排列，荧光成像单元（8）选用Tube透镜。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种线光扫描共聚焦显微成像系统，其特征在于：所述图像获取单元（9）包括4F扫描系统（91）以及微透镜阵列（92），4F扫描系统（91）沿荧光成像单元（8）的传输光路设置，样本（10）的荧光信号被显微物镜（7）收集后透过反射透过单元（6）通过荧光成像单元（8）成像，成像后通过4F扫描系统（91）成像到微透镜阵列（92）上，然后通过微透镜采集图像角度信息成像到相机上。

10.一种线光扫描共聚焦显微成像方法，其特征在于，所述线光扫描共聚焦显微成像方法应用于权利要求1-8任一所述的线光扫描共聚焦显微成像系统，包括以下步骤，

步骤一：激光器（1）发射初始激光光束；

步骤二：第一光束准直单元（2）将初始激光光束准直形成圆形光斑；

步骤三：垂直线光转换单元（3）将圆形光斑转换为垂直方向上的线光，得到垂直线光；

步骤四：线光抑制单元（4）用于抑制垂直线光的杂散光，得到均匀线光；

步骤五：线光放大单元（5）将均匀线光的线光长度放大，得到长线光，扫描单元（51）实现长线光扫描样本（10），实现面扫描，可以大大降低噪声信号；

步骤六：反射透过单元（6）将长线光反射至显微物镜（7），长线光经过显微物镜（7）到达样本（10）；

步骤七：样本（10）的荧光信号被显微物镜（7）收集后透过反射透过单元（6），通过荧光成像单元（8）成像，成像后被图像获取单元（9）接收，得到图像信息。