CN211426904U - 结构照明系统 - Google Patents

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威廉·麦奎根
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Abstract

本申请涉及结构照明系统。一种系统包括:光源;第一光栅和第二光栅;以及至少一个反射组件,其在第一位置形成源自光源并延伸至第一光栅且随后延伸至系统中的后续组件的第一光路,并且其在第二位置形成源自光源并延伸至第二光栅且随后延伸至后续组件的第二光路。

Description

结构照明系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月19日提交的美国临时申请62/733,330以及于2018年12月21日提交的荷兰申请序列号N2022286的优先权;这些申请的内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及但不限于结构照明系统。
背景技术
结构照明显微术(SIM)已经被用来提高从样本获得的图像的分辨率。 SIM利用具有不同条纹图样(fringe pattern)的样本的若干图像,使得样本上的不同位置暴露于一定范围的照明强度。在一些情况下,可以通过围绕光轴以单独的角度旋转图样(pattern)取向来重复该过程。所捕获的图像可以被组合成具有扩展空间频率带宽的单个图像,该单个图像可以被再转换到真实空间中,以生成具有比由传统显微镜捕获的图像更高分辨率的图像。现有的SIM方法可能具有增加系统的复杂性、尺寸、制造成本和/或操作成本的一个或更多个特性。
实用新型内容
在第一方面,一种系统包括:光源;第一光栅和第二光栅;以及第一反射组件,其在第一位置形成源自光源并延伸至第一光栅且随后延伸至系统中的后续组件的第一光路,并且其在第二位置形成源自光源并延伸至第二光栅且随后延伸至后续组件的第二光路。
实现方式可以包括下列特征中的任何特征或全部。第一反射组件包括呈现(assume)第一位置或第二位置的可旋转反射镜。可旋转反射镜是双侧的,并且包括细长构件,并且其中,轴基本上在细长构件的中心处耦合到细长构件。轴偏离并基本上平行于由第一和第二光路限定的平面。当可旋转反射镜呈现第一位置时,细长构件的第一端阻断源自光源并延伸至第二光栅的第一路径,并将源自光源的第一光朝向第一光栅反射。当可旋转反射镜呈现第一位置时,细长构件的第二端不阻断从第一光栅到后续组件的第二路径。当可旋转反射镜呈现第二位置时,细长构件的第二端阻断来自第二光栅的第二路径,并将来自第二光栅的第二光朝向后续组件反射。当可旋转反射镜呈现第二位置时,细长构件的第一端不阻断源自光源并延伸至第二光栅的第一路径。第一光栅和第二光栅被定向成使得其各自的法线基本上彼此反向平行,并且其中,轴基本上与法线对齐。可旋转反射镜在第一和第二位置之间往复运动。第一反射组件包括第一可平移反射镜,第一可平移反射镜经历到第一位置的第一平移。第一反射组件还包括第二可平移反射镜,第二可平移反射镜经历到第二位置的第二平移。第一和第二平移基本上垂直于由第一和第二光路限定的平面。第一平移基本上平行于由第一和第二光路限定的平面。第一可平移反射镜经历到第二位置的第二平移,并且其中,第二平移基本上平行于由第一和第二光路限定的平面。第一反射组件包括呈现第一位置或第二位置的可旋转棱镜。第一光栅和第二光栅彼此相邻定位,其中,处于第一位置的可旋转棱镜沿着第一光路朝向第一光栅反射第一光,并且其中,处于第二位置的可旋转棱镜沿着第二光路朝向第二光栅反射第二光。第一光栅和第二光栅面向后续组件。第一光栅和第二光栅相对于光源处于固定的位置。后续组件是相位选择器。该系统还包括位于光源和第一反射组件之间的相位选择器。相位选择器相对于光源处于固定的位置。该系统还包括在第一光路和第二光路的每一个中位于第一光栅和第二光栅之前的第二反射组件。第一光路和第二光路中的每一个都具有源自光源并延伸至第二反射组件的第一光路部分,其中,第一光路和第二光路中的每一个都具有源自后续组件的第二光路部分,并且其中,第一光路部分和第二光路部分基本上彼此平行。
在第二方面,一种系统包括:光源;第一光栅和第二光栅;以及至少一个反射镜,反射镜具有第一位置,第一位置阻断源自光源并延伸至第二光栅的第一路径,并且将第一光导向第一光栅,而不阻断从第一光栅到系统中后续组件的第二路径,并且反射镜具有第二位置,第二位置阻断来自第二光栅的第三路径,并将来自第二光栅的第二光导向后续组件,而不阻断第一路径。
实现方式可以包括下列特征中的任何特征或全部。第一光栅和第二光栅的各自光栅取向基本上彼此垂直。第一光栅和第二光栅面向彼此。后续组件是相位选择器。该系统还包括位于光源和至少一个反射镜之间的相位选择器。
在第三方面,一种方法包括:定位至少一个反射组件以限定第一光路,该第一光路源自光源并延伸至第一光栅且随后延伸至后续组件;将来自第一光路的第一相位选择光引导到样本上;定位至少一个反射组件以限定第二光路,该第二光路源自光源并延伸至第二光栅且随后延伸至后续组件;以及将来自第二光路的第二相位选择光引导到样本上。
实现方式可以包括下列特征中的任何特征或全部。定位至少一个反射组件以限定第一光路包括阻断源自光源并延伸至第二光栅的第一路径,并将第一光导向第一光栅,而不阻断从第一光栅到后续组件的第二路径。定位至少一个反射组件以限定第二光路包括阻断来自第二光栅的第三路径,并将来自第二光栅的第二光导向后续组件,而不阻断第一路径。
应当认识到,前面的概念和下面更详细讨论的另外的概念的所有组合 (假设这些概念不相互矛盾)都被设想为本文公开的主题的一部分。特别是,出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合都被设想为本文公开的主题的一部分。
附图说明
图1是可促进结构照明显微术(SIM)并且其中相位选择器被放置在反射组件之后的示例系统的示意图。
图2示出了可以被实现为图1的系统的一部分的具有可旋转反射镜的旋转直列(inline)光栅系统(RIGS)的示例。
图3A是图2的系统的俯视图,示出了处于第一位置的可旋转反射镜。
图3B是图3A中所示的处于第一位置的可旋转反射镜的透视细节图。
图4A是图2的系统的俯视图,示出了处于第二位置的可旋转反射镜。
图4B是图4A中所示的处于第二位置的可旋转反射镜的透视细节图。
图5是可以被实现为图1的系统的一部分以促进SIM的具有一个或更多个反射镜的系统的示意图。
图6是可以被实现为图1的系统的一部分的具有可平移反射镜的示例系统的示意图。
图7A-图7B示意性地示出了可以被实现为图6中系统的一部分的垂直平移反射镜的示例。
图8A-图8B示意性地示出了可以被实现为图6中系统的一部分的水平平移反射镜的示例。
图9是可以被实现为图1的系统的一部分的具有可旋转棱镜的系统的示意图。
图10示出了可用于定位一个或更多个反射组件以执行SIM的方法的示例。
图11是可促进SIM并且其中相位选择器被放置在反射组件之前的示例系统的示意图。
图12是可用于生物和/或化学分析的示例系统的示意图;图1的系统可以是图12中系统的一部分。
图13示出了系统的示例。
具体实施方式
本文档描述了包括但不限于通过促进结构照明显微术(SIM)可以提供结构照明的系统和技术的示例。这种系统/技术可以提供优于现有方法的一个或更多个优点,例如将在下面描述的优点。
可以执行成像(例如,使用SIM)来分析多种材料中的任一种的样本。在一些实现方式中,SIM成像或另一类型的成像可以作为生物或化学分析的一部分(例如对遗传物质进行测序的过程)来执行。在一个示例中,该过程可以是DNA测序过程,例如边合成边测序或下一代测序(又称为高通量测序)。在另一示例中,该过程可用于实现基因分型。如本领域技术人员将认识到的,基因分型涉及通过使用生物测定检查个体的DNA序列并将其与另一个体的序列或参考序列进行比较来确定个体的遗传组成(基因型)的差异。这种过程可以包括荧光成像,其中遗传物质的样本受到光 (例如激光束)的照射,以通过遗传物质上的一个或更多个标记来触发荧光响应。一些核苷酸可以具有与核苷酸相关的荧光标签,以响应暴露于能量源而发出荧光。荧光响应的波长可用于确定相应核苷酸的存在。荧光响应可以在测序过程中检测到,并用于建立样本中核苷酸的记录。
SIM成像是基于空间结构光。例如,结构可以由照明光中的图样组成或包括该图样,照明光有助于提高获得的图像的分辨率。在一些实现方式中,结构可以包括条纹图样。光的条纹可以通过将光束照射在衍射光栅(为简单起见称为光栅)上从而发生反射式或透射式衍射来产生。结构光可以照射在样本上,根据可能按照某个周期出现的相应条纹来照射样本。例如,样本的图像可以在结构光中条纹的不同相位(有时称为图像的相应图样相位)处获得。这可以允许样本上的各种位置被暴露于多种照明强度。可以相对于样本旋转结构光的图样,并且可以针对每个旋转角度捕获刚刚提到的图像。
不同类型的光栅可以用于各种实现方式中。光栅可以包括一种或更多种形式的周期性结构。在一些实现方式中,可以通过从衬底移除或省略物理材料来形成光栅。在其他实现方式中,滤光器或其他非物理材料可被实现来形成光栅。例如,衬底可以在其中设置一组狭缝和/或凹槽来形成光栅。在一些实现方式中,可以通过向衬底添加材料来形成光栅。例如,可以由相同或不同的材料在衬底上形成周期性间隔的结构。
对于SIM系统,可以优选的是系统能够快速地处理样本,以便促进高吞吐量。更快的SIM成像可以使得分析系统能够具有更大吞吐量。也就是说,在相同的时间段内可以使更多的化学或生物样本成像。为了高吞吐量,系统可能用高对比度的条纹照射相对大的样本区域并/或在条纹取向之间快速切换。为了使这样的系统达到高吞吐量,成像因而应该是高度可重复的和可靠的。高的光功率可能有助于保持曝光时间相对地短。因此,良好的光效率和强大的光源可能有助于实现高的光功率。
在一些投射高对比度的条纹的SIM系统中,可能会使用相干光源。在这样的系统中,单模激光器可以是这样的相干光源,但是在所进行的分析的类型和/或所需的功率量方面,可能成本过高。诸如发光二极管(LED) 或弧光灯的其他类型的光源可能不能为该应用提供足够的相干性。因此,多模激光器可以是作为相干光源的可行候选,但是与具有光谱多模图样的特性相关联。为了用多模激光器实现期望的均匀性,可以对多模激光器输出进行模式置乱(mode-scrambled)。然而,使用模式置乱的多模激光器可能导致多个光源选择性地激励多个光栅,除非使用光学开关,这可能会增加成本和光学系统复杂性。此外,使用模式置乱的多模激光器还可能导致为了期望的条纹频率和调制对比度而依赖中继透镜系统来获得零阶阻挡 (zero-order blocking)。
本文描述了用于分析样本的结构照明系统的实现方式,一些这样的系统包括单个光源、至少两个固定光栅以及用于将来自光源的整个光束引导到光栅中的一个或另一个光栅上的机构。相位选择器可用于选择图样相位。仅举几个示例,该机构可以包括旋转双侧反射镜、非旋转反射镜或可旋转棱柱反射镜中的任一种。对于旋转双侧反射镜,反射镜的叶片(blade)可以被放置在第一位置以便仅反射到第一光栅上,并且可以被放置在第二位置以便仅反射到第二光栅上。非旋转反射镜可以平移到第一或第二位置。可旋转棱柱反射镜可以选择性地将来自光源的光引导到第一光栅或第二光栅上。
与以前的方法相比,本文描述的示例可以提供优点。在一些实现方式中,可旋转反射镜可用于在各个光栅的激励之间切换。这种可旋转反射镜可以在使用单个光源的两条光路之间切换。此外,这种可旋转反射镜的尺寸可以被设置成使得旋转位置上的误差和/或热效应不会明显改变光路。减小这种旋转变化和/或热效应对光路的影响可以允许SIM成像系统更快地操作,这是因为与实现可移动光栅或其他组件的系统相比,由于对定位的精细调整的依赖更小,移动可旋转反射镜的组件(例如,电机)可以更快地操作。如果要实现多于两条的光路,可以实现多个可旋转反射镜用于多条光路。在一些实现方式中,光栅可被固定在适当位置上,而不是作为操作的一部分光栅进行旋转、平移或以其他方式移动。仅举两个示例,这可以提供角度精度和稳定性,因为光栅也不需要精细的位置调整。在一些实现方式中,可以使用单个光源,因为可旋转反射镜可以旋转进入或旋转出相应的光路以阻挡或不阻挡来自单个光源的相应光路。通过针对SIM系统的光学子系统实现可选择性定位的反射组件,对于多模激光器可以省略模式阻挡,并且可以透射或阻挡光的整个路径。这种系统还可以消除从光栅发射的各阶光在系统的某个特定级彼此分离的情况(例如,要求各阶光在某个级处聚焦,在该级处一个或更多个阶被阻挡而一个或更多个阶被允许传播)。也就是说,光栅可以发射未衍射的且被称为0阶光的光,并且还可以发射在0阶光的相对侧上传播且分别被称为+/-1阶光的衍射光。在使用阶阻挡的系统中,0阶和+/-1阶的光都可以在阻挡级处聚焦,其中假定0 阶光被阻挡而+/-1阶不被阻挡。在不使用阶阻挡的系统中,一些或所有阶的光可以在系统中的别处(例如,在物镜处)聚焦,并且这种系统可以具有较短的光路长度。此外,这种具有可选择性定位的反射组件的系统可以省略光开关,从而减少光学系统的组件和复杂性。再者,这种系统可以增加整体的紧凑性;例如,通过省略促进重新组合多个光栅路径的中继透镜系统。
图1示意性地示出了可以促进SIM成像的系统100的示例。系统100 可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。该示例和其他示例中的一些组件在概念上被示出为块或其他通用组件;这种组件可以以一个或更多个单独的或集成的组件的形式实现,以便执行所指示的功能。
系统100包括光源102。光源102可以基于系统100要实现的相干性和/或功率输出来选择。例如,多模激光器可以用作光源102。
系统100包括接收来自光源102的光的光结构化组件104。在一些实现方式中,光结构化组件104促进接收到的光照射在一个或更多个光栅上,从而产生光条纹的图样。例如,一个或更多个反射组件可以用于将光引导到合适的光栅上和/或进一步将光导向系统100中的下一级。下面描述了光结构化组件104的示例。在光源102和光结构化组件104之间延伸的光束 106示意性地示出了光的传播。光结构化组件104可以产生结构光并将结构光提供给系统100中的后续组件。
在一些实现方式中,后续组件是系统100中的相位选择器108。相位选择器108可以接收来自光结构化组件104的光。在一些实现方式中,相位选择器108用于选择图像将被捕获所处于的图样相位。例如,如本文更详细描述的,相位选择器108可以促进根据期望的样本照射或根据要求的分辨率度量在多个候选图样相位中进行选择。
系统100包括可以从相位选择器108接收光的投影透镜110。这种光可以被称为相位选择光,以指示该光对应于例如通过相位选择器108而完成的对特定图样相位的选择。投影透镜110可以包括一个或更多个光学元件,例如在相位选择光照射在系统100中的下一级上之前调节该光的透镜。
系统100包括反射镜112,反射镜112至少部分地将来自投影透镜110 的光朝向物镜114反射。在一些实现方式中,反射镜112提供选择性透射,例如用于反射从投影透镜110到达的照明光的某个(或某些)部分,并且透射从物镜114到达反射镜112的成像光的至少某部分。例如,反射镜112 可以是二向色镜。
物镜114接收来自反射镜112的照明光。物镜114可以包括一个或更多个光学元件,例如在光照射在系统100中的下一级上之前调节(如由反射镜112反射的)来自投影透镜110的光的透镜。
物镜114将光引导到样本116上。在一些实现方式中,样本116包括一个或更多个待分析的材料。例如,样本116可以包括为了检测荧光响应而待照射的遗传物质。样本116可以被保持在合适的衬底上,包括但不限于允许液体或其他流体相对于样本选择性流动的流动池。例如,样本116 可以在照明之前经受包含一个或更多个核苷酸的试剂,并随后进行图像捕获和分析。
样本116可以由系统100中的台118保持。台118可以提供相对于样本116的一种或更多种类型的操纵。在一些实现方式中,可以提供样本116 的物理移动。例如,台118可以相对于系统100的至少一个其他组件平移地和/或旋转地重新定位样本116。在一些实现方式中,可以提供样本116 的热处理。例如,台118可以加热和/或冷却样本116。
台118可以促进相位选择。在一些实现方式中,台118可以(例如,使用在台118中的压电致动器)使样本116相对于固定光条纹平移一段距离以完成相位选择。例如,相位选择器108然后可以在系统100中被旁路或者从系统100中消除。
也就是说,源自光源102的在所描述的组件中被调节的光可以在传播穿过物镜114之后被引导到样本116处用于照明。由样本116发射的任何光可以以相反的方向穿过物镜114,并且部分地或完全地透射通过反射镜 112。系统100可以包括接收穿过反射镜112、来自物镜114的光的过滤器组件120。过滤器组件120可以以一种或更多种方式过滤这种光。例如,过滤器组件120可以使某些特定波长通过和/或阻挡(或反射)一些其他特定波长。在一些实现方式中,反射镜112可以将过滤器组件120结合为反射镜的一部分,例如通过将过滤器组件120定位在反射镜112的后表面上。
穿过过滤器组件120的光可以进入系统100中的相机系统122。相机系统122可以包括一个或更多个图像传感器,该图像传感器能够检测与要执行的分析相关的类型的电磁辐射。在一些实现方式中,相机系统122被配置为使用荧光捕获图像。例如,相机系统122可以包括电荷耦合设备、互补金属氧化物半导体设备或其他图像捕获设备。相机系统122可以产生数字和/或模拟形式的输出。例如,与由相机系统122捕获的图像对应的数据可以由相机系统122存储,或者可以被发送到单独的组件(例如,计算机系统或其他设备)用于存储和/或分析。
下面将例示系统100或其他装置或机器的操作。在一些实现方式中,光结构化组件104包括一个或更多个反射组件和至少一个光栅。例如,反射组件可以将光重定向到光栅或可以重定向从光栅到达的光,以产生被调节以提供样本116的一种或更多种形式的照明的光。在一些实现方式中,光结构化组件104可以调节来自光源102的光,以执行SIM成像。例如,这种结构光可能不需要在光结构化组件104内的特定位置处聚焦;更确切地说,结构光(例如,衍射图样的条纹)可以聚焦在系统100的另一个台处,包括但不限于聚焦在物镜114的背面。
图2示出了具有可旋转反射镜202的系统200的示例。系统200可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。系统200的单独组件可以执行与参考本说明书中的另一示例描述的相应组件相似或相同的功能。
系统200包括光源204。在一些实现方式中,光源204提供光,该光源又通过至少一根光纤电缆206接收光。例如,光源204和光纤电缆206 可以统称为光纤发射模块。
系统200包括光栅208和光栅210。在一些实现方式中,光栅208和/ 或210可以用作关于来自光源204的光的衍射组件。例如,光栅208和/ 或210可以包括具有周期性结构的衬底,该衬底与棱镜相结合。光栅208 和210可以根据一种或更多种布置相对于彼此来定位。此处,光栅208和 210在系统200中面向彼此。光栅208和210可以是基本上彼此相同的,或者可以具有一个或更多个差异。光栅208和210中的一个光栅的尺寸、周期性或其他空间方面可以不同于另外一个光栅的尺寸、周期性或其他空间方面。光栅208和210中的一个光栅的光栅取向(即周期性结构的空间取向)可以不同于另外一个光栅的光栅取向。在一些实现方式中,光栅208 和210(这些光栅本身面向彼此)各自的光栅取向可以是基本上互相垂直或者相对于彼此成任何其他角度的。在一些实现方式中,光栅208和210 可以相对于可旋转反射镜202处于偏移的位置。在一些实现方式中,光栅 208和/或210可以相对于光源204处于固定的位置。
系统200可以包括一个或更多个组件(例如,作为图1的相位选择器 108),以促进关于应该施加到样本(例如,施加到图1中的样本116)的光的相位选择。此处,系统200包括压电条纹移位器212。在一些实现方式中,压电条纹移位器212可以接收来自光栅208和/或210的光,并且可以执行关于该光的一些或全部的相位选择。例如,压电条纹移位器212可以用于控制结构光的图样相位,应该使用该结构光来捕获特定图像。压电条纹移位器212可以包括压电致动器。例如,压电活塞系统可用于实现相位选择。可以使用其他方法。例如,倾斜光学板可以用于相位选择。例如,此处,系统200被实现在板214上,并且板214的一个或更多个区域可以被倾斜以完成相位选择。作为另一示例,光栅208和210中的一个或更多个可以例如通过压电致动器而被移动(例如平移)用于相位选择。从压电条纹移位器212发出的光有时被称为相位选择光,以指示该光已经根据特定的相位选择进行了调节。在一些实现方式中,光栅208和/或210可以相对于光源204处于固定的位置。
系统包括投影透镜216,投影透镜216可以包括一个或更多个光学组件(例如透镜),以调节从压电条纹移位器212接收的光。例如,投影透镜216可以在光进入物镜(例如,图1中的物镜114)之前控制光的特性。
可旋转反射镜202可用于将至少一个光束重定向到光栅208或210中的一个或更多个,和/或用于重定向从光栅208或210中的一个或更多个到达的至少一个光束。可旋转反射镜202可以包括一种或更多种材料,以便充分地反射电磁波,将使用电磁波照射样本。在一些实现方式中,来自光源204的光包括一个或更多个波长的激光束。例如,可以使用金属涂层反射镜和/或电介质反射镜。可旋转反射镜202可以是双侧的。例如,如果可旋转反射镜202能够在其两侧的至少一部分上执行反射(例如,对于第一波束路径在第一端反射,并且对于第二波束路径在与第一端相对的第二端反射),则可旋转反射镜202可以被认为是双侧的。
可旋转反射镜202可以包括细长构件。可旋转反射镜202可以具有多种的形式因子(form factor)或其他形状特性中的任一种。可旋转反射镜 202可以具有大致平坦的构造。可旋转反射镜202可以具有大致为正方形或其他形式的矩形形状。可旋转反射镜202可以具有圆角。可旋转反射镜 202可以具有基本恒定的厚度。可旋转反射镜202的反射表面可以基本上是平面的。
可旋转反射镜202可以由系统200的轴218支撑。轴218可以允许可旋转反射镜202绕轴218在任一方向或两个方向上旋转。轴218可以由具有足够刚性的材料制成,以保持和操纵可旋转反射镜202,这种材料包括但不限于金属。轴218可以基本上耦合在可旋转反射镜202的中心处。例如,可旋转反射镜202可以在中心处具有开口,或者具有从一侧到达中心的切口,以促成与轴218的耦合。作为另一示例,轴218可以包括分离的轴部分,这些轴部分耦合到可旋转反射镜202的相应的面,而不需要可旋转反射镜202中的任何开口。轴218可以具有至少一个悬架220。此处,悬架220位于可旋转反射镜202的两个侧面上的轴218的端部处。悬架220 可以包括促进低摩擦操作的轴承或其他特征。
可旋转反射镜202可以被致动以呈现一个或更多个位置。任何形式的电机或其他致动器都可以用于控制可旋转反射镜202。在一些实现方式中,使用步进电机222。步进电机222可以耦合到轴218,并用于使轴218发生旋转,从而使可旋转反射镜202发生旋转并呈现期望的位置。在一些实现方式中,可旋转反射镜202沿同一方向(例如,围绕轴218的旋转轴线,总是顺时针或总是逆时针)朝新位置旋转。在一些实现方式中,可旋转反射镜202在两个或更多个位置之间往复运动(例如,围绕轴218的旋转轴线,交替地顺时针或逆时针)。
图3A-图3B示出了与图2中的系统200相关的示例。图3A以俯视图示出了系统200,而图3B以透视图示出了系统200。可旋转反射镜202在图3A-图3B中的每一个中处于相同的位置
此处光源204产生向光栅210传播的光300。可旋转反射镜202被定位(例如,围绕轴218的旋转轴线定向),使得可旋转反射镜202的第一端302不会阻断光300。当前,第一端302可能定位成比可在附图的平面中传播的光300更靠近观察者。也就是说,面向光源204的可旋转反射镜 202的反射表面202A当前不会阻断光300,因为第一端302不会阻挡光300 的路径。因此,光300(通过空气、真空或另一种流体)传播,直到到达光栅210。
光300以一种或更多种方式与光栅210相互作用。在一些实现方式中,光300基于光栅210经历衍射。此处,光304是基于光300与光栅210的相互作用而从光栅210发出的结构光(例如,具有一个或更多个图样条纹)。光304最初基本上沿大致朝向投影透镜216的方向传播。然而,可旋转反射镜202的位置使得可旋转反射镜202的第二端306会阻断光304。第二端306可以与第一端302相对。在一些实现方式中,第一端302和第二端 306可以相对于彼此成任何角度定位,例如在0度和180度之间的任何角度。当前,第二端306可能定位成大约与光304一样靠近观察者。也就是说,面向光栅210的可旋转反射镜202的反射表面202B会阻断光304,因为第二端306阻挡了光304的路径。因此,从光304,可旋转反射镜202 将光308导向压电条纹移位器212。
压电条纹移位器212对光308执行相位选择。例如,压电条纹移位器 212选择样本在当前照明下(例如,为了捕获一个或更多个特定图像的目的)要经受的图样相位。光310从压电条纹移位器212发出,并向投影透镜216传播并进入投影透镜216。光310对应于使用压电条纹移位器212 进行的特定相位选择。因此,光310可以被表征为相位选择光。光310然后可以继续传播通过系统(例如,如同在图1中的系统100中一样),例如以照射样本116。
此处,光310的相位选择电磁波的特性对应于光300被光栅210衍射并且相位选择由压电条纹移位器212执行的事实。此外,光栅210的介入在此是可旋转反射镜202的定位使得其第二端306阻断了光304而第一端 302没有阻断光300的结果。
现在假设可旋转反射镜202替代地被放置在不同的位置。图4A-图4B 示出了与图2中的系统200相关的另一示例。图4A以俯视图示出了系统 200,而图4B以透视图示出了系统200。可旋转反射镜202在图4A-图4B 的每一个中处于相同的位置
此处光源204产生最初向光栅210传播的光300。可旋转反射镜202 被定位(例如,围绕轴218的旋转轴线定向),使得可旋转反射镜202的第一端302会阻断光300。当前,第一端302可能定位成大约与光300一样靠近观察者。也就是说,面向光源204的可旋转反射镜202的反射表面 202A会阻断光300,因为第一端302阻挡了光300的路径。因此,光312 (通过空气、真空或另一种流体)传播,直到到达光栅208。
光312以一种或更多种方式与光栅208相互作用。在一些实现方式中,光312基于光栅208经历衍射。此处,光314是基于光312与光栅208的相互作用而从光栅208发出的结构光(例如,具有一个或更多个图样条纹)。光314基本上沿朝向压电条纹移位器212的方向传播。可旋转反射镜202 的位置使得可旋转反射镜202的第二端306不会阻断光314。当前,第二端306可能定位成比光314更靠近观察者。也就是说,无论是可旋转反射镜202的反射表面202B,还是面向光栅208的反射表面202C,当前都不会阻断光314,因为第二端306不会阻挡光314的路径。因此,光314传播直到到达压电条纹移位器212。
压电条纹移位器212对光314执行相位选择。例如,压电条纹移位器 212选择样本在当前照明下(例如,为了捕获一个或更多个特定图像的目的)要经受的图样相位。光316从压电条纹移位器212发出,并向投影透镜216传播并进入投影透镜216。光316对应于使用压电条纹移位器212 进行的特定相位选择。因此,光316可以被表征为相位选择光。光316然后可以继续传播通过系统(例如,如同在图1中的系统100中一样),例如以照射样本116。
此处,光316的相位选择电磁波的特性对应于光300被光栅208衍射并且相位选择由压电条纹移位器212执行的事实。此外,光栅208的介入在此是可旋转反射镜202的定位使得其第一端302阻断了光300而第二端 306没有阻断光314的结果。通过各种旋转,可使可旋转反射镜202重复地呈现不同的位置(例如,分别为图3A-图3B和图4A-图4B的位置)。例如,可旋转反射镜202可以在图3A-图3B位置和图4A-图4B位置之间往复运动。作为另一示例,可旋转反射镜202可以沿同一方向(例如,从步进电机222的角度来看,顺时针或逆时针)旋转,以重复地呈现图3A-图 3B位置和图4A-图4B位置。
如上面提到的,光栅208和210可以相对于彼此具有不同的光栅取向。例如,光栅208和210可以具有基本上彼此垂直的光栅取向。因此,从光栅210发出的光304(图3A)和从光栅208发出的光314(图4A)可以具有不同的特性。例如,光304和314中的一个光中的条纹图样可以不同于另外一个光中的条纹图样。用不同结构化的光照射样本(例如,图1中的样本116)可以促进系统200用于SIM成像。
上面的示例示出了一种系统,该系统包括:光源(例如,光源204);第一光栅(例如,光栅210)和第二光栅(例如,光栅208);相位选择器 (例如,压电条纹移位器212);和至少一个反射组件(例如,可旋转反射镜202)。在(例如,如图3A-图3B所示的)第一位置,反射组件形成(例如,通过不会阻断光300的第一端302)从光源到第一光栅并随后(例如,通过阻挡光304的第二端306)到相位选择器的第一光路。在(例如,如图4A-图4B所示的)第二位置,反射组件形成(例如,通过阻挡光300 的第一端302)从光源到第二光栅并随后(例如,通过不会阻断光314的第二端306)到相位选择器的第二光路。
上面的示例还示出了一种系统,该系统包括:光源(例如,光源204);第一光栅(例如,光栅208)和第二光栅(例如,光栅210);相位选择器 (例如,压电条纹移位器212);和至少一个反射镜(例如,可旋转反射镜 202)。特别地,反射镜具有(例如,如图4A-图4B所示的)第一位置,第一位置(例如,通过第一端302)阻断从光源到第二光栅的第一路径,而 (例如,通过不阻挡光314的第二端306)不阻断从第一光栅到相位选择器的第二路径。反射镜具有(例如,如图3A-图3B所示的)第二位置,第二位置(例如,通过第二端306)阻断来自第二光栅的第三路径并将第二光(例如,光308)导向相位选择器,而(例如,通过不阻挡光300的第一端302)不阻断第一路径。
本文的示例涉及使用反射组件和一个或更多个光栅来提供可用于SIM 成像的结构光。在一些实现方式中,机械运动可能是显著的(例如,通过旋转反射镜或另一反射组件)。然而,可以提供合理的机械和运动公差。例如,关于反射组件(例如,反射镜或棱柱反射镜)的起始或停止位置,可能需要更小精度或不需要精度;并且稳定性和可重复性可以(例如,利用可旋转反射镜)通过使用(例如,在悬架220中的)精密轴承、(例如,在轴218中的)精密主轴和/或精确的反射镜(例如,利用具有低尖削度 (runout)和/或良好的平面度的可旋转反射镜202)来提供。可以使稳定性和可重复性独立于可能磨损的部件(例如,导轨和/或端部挡块)。
图5示意性地示出了可以用作SIM成像系统的一部分的系统500的另一示例。系统500可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。系统500包括光源502、反射镜504、光栅506和光栅508、反射镜510、相位选择器512以及投影透镜514。系统500的单独组件可以执行与参考本说明书中的另一示例描述的相应组件相似或相同的功能。此处,光栅506 和508面向彼此。在一些实现方式中,光栅506和508可以具有不同的光栅取向,包括但不限于基本上彼此垂直或相对于彼此成任何其他角度的光栅取向。在一些实现方式中,光栅506和508可以相对于反射镜504和/ 或反射镜510处于偏移的位置。
示出了具有相应的x轴、y轴和z轴的笛卡尔坐标系。此处,x轴和y 轴在图示的平面内延伸,且z轴在朝向观察者的方向上垂直于x轴和y轴延伸。
在光源502和光栅508之间标记路径516。在该示例和其他示例中,路径可以指示如果光束没有被某种结构阻断它可以行进的路线。在反射镜 504和光栅506之间标记路径517。在光栅506和相位选择器512之间标记路径518。在该示例中,从光栅508延伸至投影透镜514的侧面标记路径520。路径516、517、518、520在此用虚线示出。
此处光源502产生沿着路径516的至少一部分的光522。如果反射镜 504的位置使得反射镜504不阻断路径516并且不阻挡光522,那么光522 可以沿着路径516传播并且到达光栅508。也就是说,反射镜504然后可以被认为形成光522的光路,该光路从光源502延伸至光栅508。另一方面,如果反射镜504的位置使得反射镜504阻断路径516并且阻挡光522,那么反射镜504可以反射光522,并且光524可以沿着路径517朝向光栅 506传播。重定向的光524在此由点划线表示。也就是说,反射镜504然后可以被认为形成光522和光524的光路,该光路从光源502延伸至光栅 506。因此,反射镜504可以基于反射镜504的位置在两条路径之间选择性地将来自光源502的光522重定向到光栅506或508中选定的一个。
反射镜510可以基于反射镜510的位置选择性地将来自光栅506或508 中的选定光栅的光重定向到相位选择器512。如果反射镜504没有阻断路径516,使得光526从光栅508发出,并且反射镜510的位置使得反射镜 510阻断路径520并阻挡从光栅508发出的光526,那么反射镜510可以将光528朝相位选择器512反射。也就是说,反射镜504和510然后可以被认为协作地形成光522、光526和光528的光路,该光路从光源502延伸至相位选择器512。另一方面,如果反射镜504会阻断路径516,使得光524被重定向到光栅506,并且反射镜510的位置使得反射镜510不会阻断路径518并且不阻挡光530,那么光530可以沿着路径518传播并且到达相位选择器512。光530在此由点划线表示。也就是说,反射镜504 和510然后可以被认为协作地形成光522、光524和光530的光路,该光路从光源502延伸至相位选择器512。
路径516、517、518和520可以根据系统500的组件的取向来限定一个或更多个平面。此处,包括光522、光526和光528的光路基本上在如所示的x-y平面中(例如,在附图的平面中)延伸。类似地,包括光522、光524和光530的光路也基本上在x-y平面中延伸。系统500的至少一个方位(aspect)可以基本上与一个或更多个这样的平面对齐。在一些实现方式中,反射镜504和510是可旋转反射镜(例如,图2中的可旋转反射镜202)的一部分。例如,这种可旋转反射镜可以至少部分地围绕此处示意性地示出在反射镜504和510之间的轴线532转动。轴线532可以基本上平行于一条或更多条光路的平面。例如,轴线532可以在某个方向上偏离平面(例如,朝向观察者,类似于图2中轴218的定位)。在一些实现方式中,光522、524、526、528和/或530中的一个或更多个可以沿着相对于x-y平面形成角度的平面传播(即,在朝向观察者或远离观察者的方向上传播),从而形成在x轴、y轴和z轴上具有分量的光路。
图6示意性地示出了具有可平移反射镜602的系统600的示例。此处使用虚线轮廓示意性地示出了可平移反射镜602。下面将给出可平移反射镜602的示例。系统600可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。系统600包括光源604、光栅606和光栅608以及相位选择器610。系统600的单独组件可以执行与参考本说明书中的另一示例描述的相应组件相似或相同的功能。
可平移反射镜602可以包括一个或更多个反射镜,该反射镜可以经历 (在一个或更多个方向上的)平移来作为系统600的操作的一部分。可平移反射镜602可以被平移到第一位置,在第一位置,可平移反射镜602形成从光源604到光栅606并随后到相位选择器610的光路612。可平移反射镜602可以被平移到第二位置,在第二位置,可平移反射镜602形成从光源604到光栅608并随后到相位选择器610的光路614。因此,可平移反射镜602可以在两条光路612和614之间选择性地将来自光源604的光重定向到相位选择器610。
光栅606和608可以相对于彼此被放置在各种位置中的任何位置。光栅606的取向可以使用光栅606的法线616来表征。例如,法线616可以是被定义为垂直于光栅606的光学活性表面(active surface)的向量。光栅608的取向可以使用光栅608的法线618来表征。例如,法线618可以是被定义为垂直于光栅608的光学活性表面的向量。在一些实现方式中,法线616和618基本上彼此对齐。例如,法线616和618可以基本上彼此反向平行(例如,被定向成朝向彼此)。在其他实现方式中,法线616和 618可以在法线616和618之间形成一角度。
光路612和614可以根据系统600的组件的取向来限定一个或更多个平面。此处,光路612和614中的每一个基本上在附图的平面中延伸。在其他实现方式中,光路612和/或614可以具有延伸出附图的平面或延伸到附图的平面中的一个或更多个部分。系统600的至少一个方位可以基本上与光路612或614的一个或更多个这样的平面对齐。在一些实现方式中,可平移反射镜602可以经历基本上垂直于光路612和614的平面的平移。在一些实现方式中,可平移反射镜602可以经历基本上平行于光路612和 614的平面的平移。可以使用这些方法的组合。在一些实现方式中,可平移反射镜602的第一侧可以具有第一反射角(例如,以形成光路612),并且可平移反射镜602的第二侧可以具有第二反射角(例如,以形成光路614),其中第一反射角与第二反射角不同。
图7A-图7B示意性地示出了与图6中的系统600相关的示例。所描述的示例可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。此处示意性地示出了可平移反射镜602’。可平移反射镜602’可以用作图6中的可平移反射镜602,或者作为图6中的可平移反射镜602的一部分。也就是说,一对反射镜700和704当处于图7A中所示的第一平移的位置时可以形成光路614,而当处于图7B中所示的第二平移的位置时,该对反射镜700和 704可以形成光路612。可平移反射镜602’包括耦合到轨道702的反射镜 700。此处,反射镜700具有矩形形状,并且反射镜700的侧面700A面向轨道702的侧面702A。轨道702可以促进反射镜700沿着侧面702A垂直地平移。例如,致动器(未示出)可以作用在反射镜700上,并沿着轨道 702在任一方向上重新定位它。类似地,可平移反射镜602’包括反射镜704,反射镜704具有矩形形状并耦合到轨道706,使得反射镜704的侧面704A 面向轨道706的侧面706A。因此,轨道706可以促进反射镜704沿着侧面 706A垂直地平移。可以使用多于一个的轨道来进行反射镜700和/或704 的平移。可使用其他类型的致动。例如,反射镜700和/或704可以由致动器操纵。
图7A示出了可平移反射镜602’的构造,其中反射镜700朝向轨道702 的端部708定位,并且反射镜704朝向轨道706的端部710定位。在一些实现方式中,图7A中的位置可以对应于一条或更多条光路的形成。例如,另外,再次参考图6,反射镜704朝向端部710的位置可以促进光源604 和光栅606之间的光路612的阻断。由于阻挡,反射镜704可以服务于将来自光源604的光重定向到光栅608,并且这样做可以形成光路614。此外,当前朝向端部708定位的反射镜700可能不会阻断光栅608和相位选择器610之间的光路614。因此,可平移反射镜602’到所示构造的平移可以在系统600中形成光路614。
图7B示出了可平移反射镜602’的构造,其中反射镜700朝向轨道702 的端部712定位,并且反射镜704朝向轨道706的端部714定位。端部712 在此基本上与端部708相对,并且端部714在此基本上与端部710相对。在一些实现方式中,图7B中的位置可以对应于一条或更多条光路的形成。例如,另外,再次参考图6,反射镜704朝向端部714的位置可能不会阻断来自光源604的光路612,因此光可能到达光栅606。此外,当前朝向端部712定位的反射镜700可能阻断从光栅606发出的光路612。由于阻挡,反射镜700可以服务于将来自光栅606的光重定向到相位选择器610,并且这样做可以形成光路612。因此,可平移反射镜602’到所示构造的平移可以在系统600中形成光路612。到图7A-图7B中示出的位置的平移或者自图7A-图7B中示出的位置的平移,可以在基本上垂直于光路612和 614的一个或更多个平面的方向上发生。
图8A-图8B示意性地示出了与图6中的系统600相关的另一示例。所描述的示例可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。此处示意性地示出了可平移反射镜602”。可平移反射镜602”可以用作图6中的可平移反射镜602,或者作为图6中的可平移反射镜602的一部分。可平移反射镜602”包括耦合到轨道802的反射镜800。此处,反射镜800具有矩形形状,并且反射镜800的侧面800A面向轨道802的侧面802A。轨道802 可以促进反射镜800沿着侧面802A的平移。例如,致动器(未示出)可以作用在反射镜800上,并沿着轨道802在任一方向上重新定位它。
图8A示出了可平移反射镜602”的构造,其中反射镜800朝向轨道802 的端部804定位。在一些实现方式中,图8A中的位置可以对应于一条或更多条光路的形成。例如,另外,再次参考图6,反射镜800朝向端部804 的位置可以促进光源604和光栅606之间的光路612的阻断。由于阻挡,反射镜800可以服务于将来自光源604的光重定向到光栅608,并且这样做可以形成光路614。在轨道802的端部806,当前没有定位反射镜。作为结果,可平移反射镜602”可能不会阻断光栅608和相位选择器610之间的光路614。因此,可平移反射镜602”到所示构造的平移可以在系统600 中形成光路614。
图8B示出了可平移反射镜602”的构造,其中反射镜800朝向轨道802 的端部806定位。在一些实现方式中,图8B中的位置可以对应于一条或更多条光路的形成。例如,另外,再次参考图6,在端部804处不存在反射镜可以促进光从光源604到光栅606的传播。此外,反射镜800朝向端部806的位置可以促进从光栅606发出的光路612的阻断。由于阻挡,反射镜800可以服务于将来自光栅606的光重定向到相位选择器610,并且这样做可以形成光路612。
图9示意性地示出了具有可旋转棱镜902的系统900的示例。系统900 可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。系统900还包括光源 904、光栅906和光栅908、相位选择器910以及投影透镜912。系统900 的单独组件可以执行与参考本说明书中的另一示例所描述的相应组件相似或相同的功能。
可旋转棱镜902可以经历绕一个或更多个旋转轴线的旋转,以呈现一个或更多个位置。此处,可旋转棱镜902可以绕垂直于附图的平面的轴线旋转,该旋转示意性地由箭头914表示。为简单起见,可旋转棱镜902在此以单一取向示出。然而,系统900的操作将基于可旋转棱镜902的至少两个不同的取向来例示。此处,光栅906和908面向相位选择器910。可以使用其他的放置或取向。
光源904提供朝向可旋转棱镜902传播的光916。光916将与可旋转棱镜902相互作用并经历反射。此处,从可旋转棱镜902发出的光918是当可旋转棱镜902处于第一位置时这种反射的结果。光918被导向光栅906 并与之相互作用。作为这种相互作用的结果,光920从光栅906发出,并朝向相位选择器910传播并与之相互作用。作为这种相互作用的结果,光922从相位选择器910发出,并朝向投影透镜912传播并与之相互作用。也就是说,当可旋转棱镜902处于第一位置时,它沿着从可旋转棱镜902 朝向光栅906的第一光路反射光918。
此外,从可旋转棱镜902发出的光924是当可旋转棱镜902处于第二位置时光916的反射的结果。光924被导向光栅908并与之相互作用。作为这种相互作用的结果,光926从光栅908发出,并朝向相位选择器910 传播并与之相互作用。作为这种相互作用的结果,光922从相位选择器910 发出,并朝向投影透镜912传播并与之相互作用。也就是说,当可旋转棱镜902处于第二位置时,它沿着从可旋转棱镜902朝向光栅908的第二光路反射光924。
图10示出了可用于执行SIM的方法1000的示例。方法1000可以在本文例示的系统中的一个或更多个系统中执行。方法1000可以包括比示出的操作更多或更少的操作。除非另有说明,方法1000的操作中的两个或更多个可以以不同的顺序执行。出于说明的目的,将参考本文描述的其他示例的一些方面。
在1010,方法1000包括将反射组件定位在第一位置。第一位置可以促进第一光路的限定,第一光路源自光源并延伸至第一光栅并且随后延伸至后续组件。例如,可旋转反射镜202可以被放置在图3A-图3B中所示的位置,以限定从光源204到光栅210并且随后到压电条纹移位器212的光路,该光路包括光300、304和308。作为另一示例,可旋转反射镜202可以被放置在图4A-图4B中所示的位置,以限定从光源204到光栅208并且随后到压电条纹移位器212的光路,该光路包括光300、312和314。作为另一示例,图5中的反射镜504和510可以被放置成限定包括光522、526 和528的光路。作为另一示例,图5中的反射镜504和510可以被放置成限定包括光522、524和530的光路。作为另一示例,可平移反射镜602’可以被放置在图7A中所示的位置,以限定图6中的光路614。作为另一示例,可平移反射镜602’可以被放置在图7B中所示的位置,以限定图6中的光路612。作为另一示例,可平移反射镜602”可以被放置在图8A中所示的位置,以限定图6中的光路614。作为另一示例,可平移反射镜602”可以被放置在图8B中所示的位置,以限定图6中的光路612。作为另一示例,图9中的可旋转棱镜902可以被放置在限定包括光916、918、920和 922的光路的位置。作为另一示例,图9中的可旋转棱镜902可以被放置在限定包括光916、924、926和922的光路的位置。例如,后续组件可以是图1中的相位选择器108。作为另一示例,后续组件可以是图11中的投影透镜110。
在1020,方法1000包括将来自第一光路的第一相位选择光引导到样本上。例如,相位选择光可以从压电条纹移位器212(图2)和/或从相位选择器108(图1)、512(图5)、610(图6)或910(图9)中的一个或更多个发出。相位选择光可以被引导到图1中的样本116上。因此,可以使用相位选择光(例如,结构光)照射样本。样本可以基于第一相位选择光的这种照射来(例如,使用图1中的相机系统122)成像,并且为了简洁起见,此处未明确地讨论这种操作。
在1030,方法1000包括将反射组件定位在第二位置。第二位置可以促进第二光路的限定,第二光路源自光源并延伸至第二光栅并且随后延伸至后续组件。例如,可旋转反射镜202可以被放置在图3A-图3B中所示的位置,以限定从光源204到光栅210并且随后到压电条纹移位器212的光路,该光路包括光300、304和308。作为另一示例,可旋转反射镜202可以被放置在图4A-图4B中所示的位置,以限定从光源204到光栅208并且随后到压电条纹移位器212的光路,该光路包括光300、312和314。作为另一示例,图5中的反射镜504和510可以被放置成限定包括光522、526 和528的光路。作为另一示例,图5中的反射镜504和510可以被放置成限定包括光522、524和530的光路。作为另一示例,可平移反射镜602’可以被放置在图7A中所示的位置,以限定图6中的光路614。作为另一示例,可平移反射镜602’可以被放置在图7B中所示的位置,以限定图6中的光路612。作为另一示例,可平移反射镜602”可以被放置在图8A中所示的位置,以限定图6中的光路614。作为另一示例,可平移反射镜602”可以被放置在图8B中所示的位置,以限定图6中的光路612。作为另一示例,图9中的可旋转棱镜902可以被放置在限定包括光916、918、920和 922的光路的位置。作为另一示例,图9中的可旋转棱镜902可以被放置在限定包括光916、924、926和922的光路的位置。
在1040,方法1000包括将来自第二光路的第二相位选择光引导到样本上。例如,相位选择光可以从压电条纹移位器212(图2)和/或从相位选择器108(图1)、512(图5)、610(图6)或910(图9)中的一个或更多个发出。相位选择光可以被引导到图1中的样本116上。因此,可以使用相位选择光(例如,结构光)照射样本。样本可以基于第二相位选择光的这种照射来(例如,使用图1中的相机系统122)成像,并且为了简洁起见,此处未明确地讨论这种操作。
图11示意性地示出了可以促进SIM的系统1100的另一示例。系统 1100可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。该示例和其他示例中的一些组件在概念上被示出为块或其他通用组件;这些组件可以以一个或更多个单独的或集成的组件的形式实现,以便执行所指示的功能。未明确提到的与系统100(图1)的那些组件相对应的组件可以在系统1100 中起到相同或相似的作用。
系统1100包括位于光结构化组件104’之前的相位选择器108’。在一些实现方式中,相位选择器108’可以从光源102接收波束106。相位选择器108’可以向光结构化组件104’提供相位选择光。光结构化组件104’可以产生结构光并将结构光提供给系统1100中的后续组件。在一些实现方式中,后续组件是投影透镜110。可以使用其他方法。
在一些实现方式中,台118可以(例如,使用在台118中的压电致动器)使样本116相对于固定光条纹平移一段距离,以完成相位选择。例如,相位选择器108’然后可以在系统1100中被旁路或者从系统1100中消除。
图12是可用于生物和/或化学分析的示例系统1200的示意图。在一些实现方式中,本文描述的系统和/或技术(包括但不限于系统100(图1) 和/或方法1000(图10))可以是系统1200的一部分。系统1200可以操作来获得与至少一种生物和/或化学物质相关的任何信息或数据。在一些实现方式中,载体1202供应待分析的材料。例如,载体1202可以包括保持材料的筒(cartridge)或任何其他组件。在一些实现方式中,系统1200具有容器1204以至少在分析期间接收载体1202。容器1204可以在系统1200 的外壳1206中形成开口。例如,系统1200的一些或所有组件可以处于外壳1206内。
系统1200可以包括用于对载体1202的材料进行生物和/或化学分析的光学系统1208。光学系统1208可以执行一个或更多个光学操作,包括但不限于材料的照明和/或成像。例如,光学系统1208可以包括本文别处描述的任何或所有系统。作为另一示例,光学系统1208可以执行本文别处描述的任何或所有操作。
系统1200可以包括用于提供与生物和/或化学分析相关的热处理的热系统1210。在一些实现方式中,热系统1210热调节待分析的材料和/或载体1202的至少一部分。
系统1200可以包括用于管理与生物和/或化学分析相关的一种或更多种流体的流体系统1212。在一些实现方式中,可以为载体1202或其材料提供流体。例如,流体可以被添加到载体1202的材料中和/或从载体1202 的材料中移除。
系统1200包括促进与生物和/或化学分析相关的输入和/或输出的用户界面1214。仅举几个示例,用户界面可用于为系统1200的操作指定一个或更多个参数和/或用于输出生物和/或化学分析的结果。例如,用户界面 1214可以包括一个或更多个显示屏(例如,触摸屏)、键盘和/或点击设备 (例如,鼠标或触控板)。
系统1200可以包括系统控制器1216,系统控制器1216可以控制系统 1200的一个或更多个方面,用于执行生物和/或化学分析。系统控制器1216 可以控制容器1204、光学系统1208、热系统1210、流体系统1212和/或用户界面1214。系统控制器1216可以包括至少一个处理器和至少一个存储介质(例如,存储器),存储介质具有用于处理器的可执行指令。
图13示出了具有可旋转反射镜1302的系统1300的示例。在一些实现方式中,系统1300可以被表征为RIGS。系统1300可以与本文描述的一个或更多个其他示例结合使用。系统1300的单独组件可以执行与参考本说明书中的另一示例描述的相应组件相似或相同的功能。
系统1300包括光源1304。在一些实现方式中,光源1304提供光,该光源又通过至少一根光纤电缆1306接收光。例如,光源1304和光纤电缆 1306可以统称为光纤发射模块。
系统1300包括光栅1308和光栅1310。在一些实现方式中,光栅1308 和/或1310可以用作关于来自光源1304的光的衍射组件。例如,光栅1308 和/或1310可以包括具有周期性结构的衬底,该衬底与棱镜相结合。光栅 1308和1310可以根据一种或更多种布置相对于彼此来定位。此处,光栅 1308和1310在系统1300中面向彼此。光栅1308和1310可以是基本上彼此相同的,或者可以具有一个或更多个差异。光栅1308和1310中的一个光栅的尺寸、周期性或其他空间方面可以不同于另外一个光栅的尺寸、周期性或其他空间方面。光栅1308和1310中的一个光栅的光栅取向(即周期性结构的空间取向)可以不同于另外一个光栅的光栅取向。在一些实现方式中,光栅1308和1310各自的光栅取向(光栅本身面向彼此)可以是基本上互相垂直或者相对于彼此成任何其他角度的。在一些实现方式中,光栅1308和1310可以相对于可旋转反射镜1302处于偏移的位置。在一些实现方式中,光栅1308和/或1310可以相对于光源1304处于固定的位置。
系统1300可以包括一个或更多个组件(例如,作为图1的相位选择器108),以促进关于应该施加到样本(例如,施加到图1中的样本116) 的光的相位选择。此处,系统1300包括压电条纹移位器1312。在一些实现方式中,压电条纹移位器1312可以接收来自光栅1308和/或1310的光,并且可以执行关于该光的一些或全部的相位选择。例如,压电条纹移位器1312可以用于控制结构光的图样相位,应该使用该结构光来捕获特定图像。压电条纹移位器1312可以包括压电致动器。例如,压电活塞系统可用于实现相位选择。可以使用其他方法。例如,倾斜光学板可以用于相位选择。例如,此处,系统1300被实现在板1314上,并且板1314的一个或更多个区域可以被倾斜以完成相位选择。作为另一示例,光栅1308和1310中的一个或更多个可以例如通过压电致动器而被移动(例如平移)用于相位选择。从压电条纹移位器1312发出的光有时被称为相位选择光,以指示该光已经根据特定的相位选择进行了调节。在一些实现方式中,光栅1308 和/或1310可以相对于光源1304处于固定的位置。
系统包括投影透镜1316,投影透镜1316可以包括一个或更多个光学组件(例如透镜),以调节从压电条纹移位器1312接收的光。例如,投影透镜1316可以在光进入物镜(例如,图1中的物镜114)之前控制光的特性。
可旋转反射镜1302可用于将至少一个光束重定向到光栅1308或1310 中的一个或更多个,和/或用于重定向从光栅1308或1310中的一个或更多个到达的至少一个光束。可旋转反射镜1302可以包括一种或更多种材料,以便充分地反射样本将被照射使用的电磁波。在一些实现方式中,来自光源1304的光包括一个或更多个波长的激光束。例如,可以使用金属涂层反射镜和/或电介质反射镜。可旋转反射镜1302可以是双侧的。例如,如果可旋转反射镜1302能够在其两侧的至少一部分上执行反射(例如,对于第一波束路径在第一端反射,并且对于第二波束路径在与第一端相对的第二端反射),则可旋转反射镜1302可以被认为是双侧的。
可旋转反射镜1302可以包括细长构件。可旋转反射镜1302可以具有多种的形式因子或其他形状特性中的任一种。可旋转反射镜1302可以具有大致平坦的构造。可旋转反射镜1302可以具有大致为正方形或其他形式的矩形形状。可旋转反射镜1302可以具有圆角。可旋转反射镜1302可以具有基本恒定的厚度。可旋转反射镜1302的反射表面可以基本上是平面的。
可旋转反射镜1302可以由系统1300的轴1318支撑。轴1318可以允许可旋转反射镜1302绕轴1318在任一方向或两个方向上旋转。轴1318 可以由具有足够刚性的材料制成,以保持和操纵可旋转反射镜1302,这种材料包括但不限于金属。轴1318可以基本上耦合在可旋转反射镜1302的中心处。例如,可旋转反射镜1302可以在中心处具有开口,或者具有从一侧到达中心的切口,以促进与轴1318耦合。作为另一示例,轴1318可以包括一个或更多个分离的轴部分,这些轴部分耦合到可旋转反射镜1302 的相应的一个或更多个面,而不需要可旋转反射镜1302中的任何开口。轴1318可以具有至少一个悬架1320。此处,悬架1320位于可旋转反射镜 1302的一个侧面上的轴1318的一个端部处。悬架1320可以包括促进低摩擦操作的轴承或其他特征。
可旋转反射镜1302可以被致动以呈现一个或更多个位置。任何形式的电机或其他致动器都可以用于控制可旋转反射镜1302。在一些实现方式中,使用步进电机1322。步进电机1322可以耦合到轴1318,并用于使轴 1318发生旋转,从而使可旋转反射镜1302发生旋转并呈现期望的位置。在一些实现方式中,可旋转反射镜1302沿同一方向(例如,围绕轴1318的旋转轴线,总是顺时针或总是逆时针)朝新位置旋转。在一些实现方式中,可旋转反射镜1302在两个或更多个位置之间往复运动(例如,围绕轴1318的旋转轴线,交替地顺时针或逆时针)。
系统1300的吞吐量和/或另一性能特性可以至少部分取决于当可旋转反射镜1302应该从一个位置改变到另一位置时所花费的时间。在一些实现方式中,步进电机1322的类型和/或制造可以至少部分地基于系统1300 的所期望的或预期的性能来选择。例如,使步进电机1322更快可以允许可旋转反射镜1302的切换速度增加。
制造和/或维护系统1300的成本可以至少部分地取决于步进电机1322 的类型。在一些实现方式中,步进电机1322是直接驱动电动机,其直接驱动轴1318而不需要任何齿轮或其他中间组件。例如,这种实现方式可以减少系统1300的部件数量和/或部件成本。
此处光源1304产生光1324,光1324包括在光源1304和反射镜1326 之间传播的光1324A。在本图中示意性地示出了光1324,以例示不同的传播可能性,并且为了清楚起见,示出了整条光路,而没有被系统1300的结构遮蔽。反射镜1326可用于反射光1324A以形成导向可旋转反射镜1302 和/或光栅1310的光1324B。反射镜1326可以包括一种或更多种材料,以便充分地反射样本将被照射使用的电磁波。在一些实现方式中,来自光源 1304的光包括一个或更多个波长的激光束。例如,可以使用金属涂层反射镜和/或电介质反射镜。
可旋转反射镜1302当前被定位(例如,围绕轴1318的旋转轴线定向),使得可旋转反射镜1302的第一端1328不会阻断光1324B。当前,第一端 1328可能定位成比可能在图的平面中传播的光1324B更靠近观察者。也就是说,面向光源1304的可旋转反射镜1302的反射表面1302A当前不会阻断光1324B,因为第一端1328不会阻挡光1324B的路径。因此,光1324B(通过空气、真空或另一种流体)传播,直到到达光栅1310。
光1324B以一种或更多种方式与光栅1310相互作用。在一些实现方式中,光1324B基于光栅1310经历衍射。此处,光1324C是基于光1324B 与光栅1310的相互作用而从光栅1310发出的结构光(例如,具有一个或更多个图样条纹)。光1324C最初基本上沿大致朝向投影透镜1316的侧面的方向传播。然而,可旋转反射镜1302的位置使得可旋转反射镜1302的第二端1330会阻断光1324C。第二端1330可以与第一端1328相对。在一些实现方式中,第一端1328和第二端1330可以相对于彼此成任何角度定位,例如在0度和180度之间的任何角度。当前,第二端1330可以定位成大约与光1324C一样靠近观察者。也就是说,面向光栅1310的可旋转反射镜1302的反射表面1302B会阻断光1324C,因为第二端1330阻挡了光1324C的路径。因此,根据光1324C,可旋转反射镜1302将光1324D 导向压电条纹移位器1312。
压电条纹移位器1312对光1324D执行相位选择。例如,压电条纹移位器1312选择样本在当前照明下(例如,为了一个或更多个特定图像的目的)要经受的图样相位。光1324E从压电条纹移位器1312发出,并向投影透镜1316传播并进入投影透镜1316。光1324E对应于使用压电条纹移位器1312进行的特定相位选择。因此,光1324E可以被表征为相位选择光。光1324E然后可以继续传播通过系统(例如,如同在图1中的系统 100中一样),例如以照射样本116。
此处,光1324E的相位选择电磁波的特性对应于光1324B被光栅1310 衍射并且相位选择由压电条纹移位器1312执行的事实。此外,光栅1310 的介入在此是可旋转反射镜1302的定位使得其第二端1330阻断了光 1324C而第一端1328没有阻断光1324B的结果。
现在假设可旋转反射镜1302替代地被放置在不同的位置。类似于前面的示例,此处光源1304产生最初向反射镜1326传播的光1324A。然而,与前面的示例不同,可旋转反射镜1302在此被定位(例如,围绕轴1318 的旋转轴线定向),使得可旋转反射镜1302的第一端1328会阻断光1324B。当前,第一端1328可能定位成大约与光1324B一样靠近观察者。也就是说,面向光源1304的可旋转反射镜1302的反射表面1302A会阻断光1324B,因为第一端1328阻挡了光1324B的路径。因此,光1324F(通过空气、真空或另一种流体)传播,直到到达光栅1308。
光1324F以一种或更多种方式与光栅1308相互作用。在一些实现方式中,光1324F基于光栅1308经历衍射。此处,光1324G是基于光1324F 与光栅1308的相互作用而从光栅1308发出的结构光(例如,具有一个或更多个图样条纹)。光1324G基本上沿朝向压电条纹移位器1312的方向传播。可旋转反射镜1302的位置使得可旋转反射镜1302的第二端1330不会阻断光1324G。当前,第二端1330可能定位成比光1324G更靠近观察者。也就是说,无论是可旋转反射镜1302的反射表面1302B,还是面向光栅1308的反射表面1302C,当前都不会阻断光1324G,因为第二端1330 不会阻挡光1324G的路径。因此,光1324G传播直到到达压电条纹移位器 1312。
压电条纹移位器1312对光1324G执行相位选择。例如,压电条纹移位器1312选择样本在当前照明下(例如,为了捕获一个或更多个特定图像的目的)要经受的图样相位。类似于上面描述的示例,光1324E从压电条纹移位器1312发出,并向投影透镜1316传播并进入投影透镜1316。
此处,光1324E的相位选择电磁波的特性对应于光1324F被光栅1308 衍射并且相位选择由压电条纹移位器1312执行的事实。此外,光栅1308 的介入在此处是可旋转反射镜1302的定位使得其第一端1328阻断了光 1324B而第二端1330没有阻断光1324G的结果。通过各种旋转,可使可旋转反射镜1302重复地呈现不同的位置(例如,分别地在本示例中描述的位置)。例如,可旋转反射镜1302可以在这些位置之间往复运动。作为另一示例,可旋转反射镜1302可以沿同一方向(例如,从步进电机1322 的角度来看,顺时针或逆时针)旋转,以重复地呈现位置。
如上面提到的,光栅1308和1310可以相对于彼此具有不同的光栅取向。例如,光栅1308和1310可以具有基本上彼此垂直的光栅取向。因此,从光栅1310发出的光1324C和从光栅1308发出的光1324G可以具有不同的特性。例如,光1324C和1324G中的一个光中的条纹图样可以不同于另外一个光中的条纹图样。用不同结构化的光照射样本(例如,图1中的样本116)可以促进系统1300用于SIM成像。
系统1300中的一个或更多个组件可以至少部分地促进减少实现系统 1300所需的空间的设计。例如,该设计可以包括被选择以实现空间缩减的系统1300的一个或更多个组件的几何结构。在一些实现方式中,光1324 沿一路径通过具有大致为U形几何结构的系统1300。例如,这种设计可以促进光源1304和投影透镜1316的放置,使得光1324A和光1324E沿彼此基本上相反的方向传播。在一些实现方式中,反射镜1326可以促进将光栅1308和1310放置在由光源1304、步进电机1322和投影透镜1316形成的空间内。在一些实现方式中,反射镜1326可以促进将光栅1308和1310 基本上放置在光源1304和步进电机1322之间。
上面的示例示出了一种系统,该系统包括:光源(例如,光源1304);第一光栅(例如,光栅1310)和第二光栅(例如,光栅1308);相位选择器(例如,压电条纹移位器1312);和至少一个反射组件(例如,可旋转反射镜1302)。在(例如,如首先例示的)第一位置,反射组件形成(例如,通过不阻断光1324B的第一端1328)从光源到第一光栅并随后(例如,通过阻挡光1324C的第二端1330)到相位选择器的第一光路。在(例如,如其次例示的)第二位置,反射组件形成(例如,通过阻挡光1324B的第一端1328)从光源到第二光栅并随后(例如,通过不阻断光1324G的第二端1330)到相位选择器的第二光路。
上面的示例还示出了一种系统,该系统包括:光源(例如,光源1304);第一光栅(例如,光栅1308)和第二光栅(例如,光栅1310);相位选择器(例如,压电条纹移位器1312);和至少一个反射镜(例如,可旋转反射镜1302)。特别地,反射镜具有(例如,如其次例示的)第一位置,第一位置(例如,通过第一端1328)阻断从光源到第二光栅的第一路径,而 (例如,通过不阻挡光1324G的第二端1330)不阻断从第一光栅到相位选择器的第二路径。反射镜具有(例如,如首先例示的)第二位置,第二位置(例如,通过第二端1330)阻断来自第二光栅的第三路径并将第二光(例如,光1324D)导向相位选择器,而(例如,通过不阻挡光1324B的第一端1328)不阻断第一路径。
反射镜1326是可以在系统1300中使用的反射组件的示例。上面的示例说明了一种实现方式,其中,第一和第二光路(例如,分别照射在光栅 1308或1310上)中的每一个都具有源自光源并延伸至第二反射组件的第一光路部分(例如,光1324A),其中,第一和第二光路中的每一个都具有源自后续组件(例如,压电条纹移位器1312)的第二光路部分(例如,光1324E),并且其中,第一和第二光路部分基本上彼此平行。
本文的示例涉及使用反射组件和一个或更多个光栅来提供可用于SIM 成像的结构光。在一些实现方式中,机械运动可能是显著的(例如,通过旋转反射镜或另一反射组件)。然而,可以提供合理的机械和运动公差。例如,关于反射组件(例如,反射镜或棱柱反射镜)的起始或停止位置,可能需要更小精度或不需要精度;并且稳定性和可重复性可以(例如,利用可旋转反射镜)通过使用(例如,在悬架1320中的)精密轴承、(例如,在轴1318中的)精密主轴和/或精确的反射镜(例如,利用具有低尖削度和/或良好的平面度的可旋转反射镜1302)来提供。可以使稳定性和可重复性独立于可能磨损的部件(例如,导轨和/或端部挡块)。
在整个本说明书中使用的术语“基本上”和“大约”用于描述并考虑到例如由于处理中的变化而引起的小波动。例如,它们可以指小于或等于±5%,诸如小于或等于±2%,诸如小于或等于±1%,诸如小于或等于±0.5%,诸如小于或等于±0.2%,诸如小于或等于±0.1%,诸如小于或等于±0.05%。此外,当在本文中使用时,诸如“一个(a)”或“一个(an)”的不定冠词意味着“至少一个”。
应当认识到,前面的概念和下面更详细讨论的另外的概念的所有组合 (假设这些概念不相互矛盾)都被设想为本文公开的主题的一部分。特别是,出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合都被设想为本文公开的主题的一部分。
许多实现方式已经被描述。然而,将理解,在没有偏离本说明书的精神和范围的情况下,可以进行各种更改。
另外,附图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定次序或顺序来实现期望的结果。另外,从所描述的流程中可以提供其他过程,或者可以消除过程,并且可以将其他组件添加到所描述的系统或从所描述的系统移除其他组件。另外,其他实现方式在所附的权利要求的范围内。
虽然如本文所述的说明了所描述的实现方式的某些特征,但现在本领域技术人员将想到许多修改、替换、改变和等效形式。因此,应当理解,所附权利要求旨在覆盖落入实现方式的范围内的所有这样的修改和改变。应当理解,它们仅仅是作为示例而非限制给出的,并且可以在形式和细节上进行各种改变。本文描述的装置和/或方法的任何部分可以以任何组合 (除了相互排斥的组合)进行组合。本文描述的实现方式可以包括所描述的不同实现方式的功能、组件和/或特征的各种组合和/或子组合。

Claims (59)

1.一种结构照明系统,其特征在于,所述系统包括:
光源;
第一光栅和第二光栅;和
第一反射组件,所述第一反射组件在第一位置形成源自所述光源并延伸至所述第一光栅且随后延伸至所述系统中的后续组件的第一光路,并且所述第一反射组件在第二位置形成源自所述光源并延伸至所述第二光栅且随后延伸至所述后续组件的第二光路。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转反射镜。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述可旋转反射镜是双侧的并且包括细长构件,并且其中,轴基本上在所述细长构件的中心处耦合到所述细长构件。
4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述轴偏离并基本上平行于由所述第一光路和所述第二光路限定的平面。
5.根据权利要求3所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第一位置时,所述细长构件的第一端阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的第一路径,并将源自所述光源的第一光朝向所述第一光栅反射。
6.根据权利要求4所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第一位置时,所述细长构件的第一端阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的第一路径,并将源自所述光源的第一光朝向所述第一光栅反射。
7.根据权利要求5所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第一位置时,所述细长构件的第二端不阻断从所述第一光栅到所述后续组件的第二路径。
8.根据权利要求6所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第一位置时,所述细长构件的第二端不阻断从所述第一光栅到所述后续组件的第二路径。
9.根据权利要求5所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的第二端阻断来自所述第二光栅的第二路径,并且将来自所述第二光栅的第二光朝向所述后续组件反射。
10.根据权利要求6所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的第二端阻断来自所述第二光栅的第二路径,并且将来自所述第二光栅的第二光朝向所述后续组件反射。
11.根据权利要求7所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的第二端阻断来自所述第二光栅的第二路径,并且将来自所述第二光栅的第二光朝向所述后续组件反射。
12.根据权利要求8所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的第二端阻断来自所述第二光栅的第二路径,并且将来自所述第二光栅的第二光朝向所述后续组件反射。
13.根据权利要求9所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的所述第一端不阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的所述第一路径。
14.根据权利要求10所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的所述第一端不阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的所述第一路径。
15.根据权利要求11所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的所述第一端不阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的所述第一路径。
16.根据权利要求12所述的系统,其中,当所述可旋转反射镜呈现所述第二位置时,所述细长构件的所述第一端不阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的所述第一路径。
17.根据权利要求3至16中的任一项所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅被定向成使得所述第一光栅和所述第二光栅各自的法线基本上彼此反向平行,并且其中,所述轴基本上与所述法线对齐。
18.根据权利要求2至16中的任一项所述的系统,其中,所述可旋转反射镜在所述第一位置和所述第二位置之间往复运动。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的系统,其中,所述第一反射组件包括第一可平移反射镜,所述第一可平移反射镜经历到所述第一位置的第一平移。
20.根据权利要求17所述的系统,其中,所述第一反射组件包括第一可平移反射镜,所述第一可平移反射镜经历到所述第一位置的第一平移。
21.根据权利要求18所述的系统,其中,所述第一反射组件包括第一可平移反射镜,所述第一可平移反射镜经历到所述第一位置的第一平移。
22.根据权利要求19所述的系统,其中,所述第一反射组件还包括第二可平移反射镜,所述第二可平移反射镜经历到所述第二位置的第二平移。
23.根据权利要求20或21所述的系统,其中,所述第一反射组件还包括第二可平移反射镜,所述第二可平移反射镜经历到所述第二位置的第二平移。
24.根据权利要求22所述的系统,其中,所述第一平移和所述第二平移基本上垂直于由所述第一光路和所述第二光路限定的平面。
25.根据权利要求20至22中的任一项所述的系统,其中,所述第一平移基本上平行于由所述第一光路和所述第二光路限定的平面。
26.根据权利要求25所述的系统,其中,所述第一可平移反射镜经历到所述第二位置的第二平移,并且其中,所述第一可平移反射镜的所述第二平移基本上平行于由所述第一光路和所述第二光路限定的所述平面。
27.根据权利要求1至16、20至22、24和26中任一项所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转棱镜。
28.根据权利要求17所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转棱镜。
29.根据权利要求18所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转棱镜。
30.根据权利要求19所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转棱镜。
31.根据权利要求23所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转棱镜。
32.根据权利要求25所述的系统,其中,所述第一反射组件包括呈现所述第一位置或所述第二位置的可旋转棱镜。
33.根据权利要求27所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅彼此相邻定位,其中,处于所述第一位置的所述可旋转棱镜沿着所述第一光路朝向所述第一光栅反射第一光,并且其中,处于所述第二位置的所述可旋转棱镜沿着所述第二光路朝向所述第二光栅反射第二光。
34.根据权利要求28至32中任一项所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅彼此相邻定位,其中,处于所述第一位置的所述可旋转棱镜沿着所述第一光路朝向所述第一光栅反射第一光,并且其中,处于所述第二位置的所述可旋转棱镜沿着所述第二光路朝向所述第二光栅反射第二光。
35.根据权利要求28至33中的任一项所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅面向所述后续组件。
36.根据权利要求1至16、20至22、24、26和28至33中任一项所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅相对于所述光源处于固定的位置。
37.根据权利要求1至16、20至22、24、26和28至33中任一项所述的系统,其中,所述后续组件是相位选择器。
38.根据权利要求1至16、20至22、24、26和28至33中的任一项所述的系统,还包括位于所述光源和所述第一反射组件之间的相位选择器。
39.根据权利要求37所述的系统,其中,所述相位选择器相对于所述光源处于固定的位置。
40.根据权利要求38所述的系统,其中,所述相位选择器相对于所述光源处于固定的位置。
41.根据权利要求1-16、20至22、24、26、28至33和39至40中的任一项所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
42.根据权利要求17所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
43.根据权利要求18所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
44.根据权利要求19所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
45.根据权利要求23所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
46.根据权利要求25所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
47.根据权利要求27所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
48.根据权利要求34所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
49.根据权利要求35所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
50.根据权利要求36所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
51.根据权利要求37所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
52.根据权利要求38所述的系统,还包括在所述第一光路和所述第二光路中的每一个光路中位于所述第一光栅和所述第二光栅之前的第二反射组件。
53.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第一光路和所述第二光路中的每一个都具有源自所述光源并延伸至所述第二反射组件的第一光路部分,其中,所述第一光路和所述第二光路中的每一个都具有源自所述后续组件的第二光路部分,并且其中,所述第一光路部分和所述第二光路部分基本上彼此平行。
54.根据权利要求42至52中任一项所述的系统,其中,所述第一光路和所述第二光路中的每一个都具有源自所述光源并延伸至所述第二反射组件的第一光路部分,其中,所述第一光路和所述第二光路中的每一个都具有源自所述后续组件的第二光路部分,并且其中,所述第一光路部分和所述第二光路部分基本上彼此平行。
55.一种结构照明系统,其特征在于,所述系统包括:
光源;
第一光栅和第二光栅;和
至少一个反射镜,所述至少一个反射镜具有第一位置,所述第一位置阻断源自所述光源并延伸至所述第二光栅的第一路径,并且将第一光导向所述第一光栅,而不阻断从所述第一光栅到所述系统中的后续组件的第二路径,并且所述至少一个反射镜具有第二位置,所述第二位置阻断来自所述第二光栅的第三路径,并将来自所述第二光栅的第二光导向所述后续组件,而不阻断所述第一路径。
56.根据权利要求55所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅的各自的光栅取向基本上彼此垂直。
57.根据权利要求55或56所述的系统,其中,所述第一光栅和所述第二光栅面向彼此。
58.根据权利要求55或56所述的系统,其中,所述后续组件是相位选择器。
59.根据权利要求55或56所述的系统,还包括位于所述光源和所述至少一个反射镜之间的相位选择器。
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