CN214384623U - 一种高分辨率成像系统 - Google Patents

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杨乐宝
王宏达
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Guangzhou Microvision Optical Technology Co.,Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种高分辨率成像系统，该系统包括物镜、STORM成像单元和像差探测单元；像差探测单元包括第一分光平板玻璃和像差探测器；物镜设置在待成像样品的正下方，成像单元设置物镜的正下方，第一分光平板玻璃设置在物镜和成像单元之间，且倾斜设置在物镜的正下方，像差探测器水平位于第一分光平板玻璃反射面的一侧。本实用新型只有像差探测部分，没有像差校正部分。通过测量样品固有的像差即可满足改善成像效果需求。且只利用一个像差探测器离线探测样品引入的像差，进而校正成像图片，这种方式不会导致光损失能量，且系统简单，成本低。

Description

一种高分辨率成像系统
技术领域
本实用新型涉及显微镜成像技术领域，具体涉及一种高分辨率成像系统。
背景技术
在TIRF照明样品，STORM显微镜对样品超分辨成像的系统中，TIRF照明属于全反射并产生倏逝波，也就是在全反射时光会在光密介质中内反射，根据物理光学部分，光会在光疏介质中产生薄薄的一层倏逝波。典型的有效照明下渗透度只有50nm到100nm，只有临近盖玻片表面(进场)的荧光分子才能被激发，远场分子不受激发。TIRF照明过程中，倏逝波在照射样品时，样品上的荧光物质发出荧光，荧光透过样品被STORM显微镜成像。但是由于样品密度不均匀，样品发出的荧光透过样品时，会引入成像像差，进而导致成像的分辨率降低。
现有技术采用自适应光学的方案来提高成像的分辨率。自适应光学的方案包括两个部分，分别是像差探测部分和像差校正部分。但是像差校正补偿过程中，光路会引入到像差校正器件，这会导致光损失能量，且系统复杂，成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种有像差探测部分，没有像差校正部分的高分辨率成像系统。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
一种高分辨率成像系统，包括：物镜、STORM成像单元和像差探测单元；像差探测单元包括第一分光平板玻璃和像差探测器；物镜设置在待成像样品的正下方，成像单元设置物镜的正下方，第一分光平板玻璃设置在物镜和成像单元之间，且倾斜设置在物镜的正下方，像差探测器水平位于第一分光平板玻璃反射面的一侧。
优选地，STORM成像单元包括：管镜、第二分光平板玻璃和成像相机；管镜位于第一分光平板玻璃设置的最下方，第二分光平板玻璃倾斜设置在管镜，成像相机水平位于第二分光平板玻璃反射面的一侧。
优选地，待成像样品夹持在上玻片和下玻片之间。
优选地，待成像样品是不移动的生物组织细胞。
本实用新型相对于现有技术具有如下优点：
本实用新型通过通过像差探测器探测样品引入的像差WF；并通过成像相机成像出样品图像IM_real；通过像差WF计算出该像差引起的点扩散函数PSF；最终通过样品图像IM_real和点扩散函数PSF，反解出样品的真正图像IM_original。因此，本实用新型只有像差探测部分，没有像差校正部分。通过测量样品固有的像差即可满足改善成像效果需求。且只利用一个像差探测器离线探测样品引入的像差，进而校正成像图片，这种方式不会导致光损失能量，且系统简单，成本低。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的高分辨率成像系统的结构图。
图2为本实用新型的高分辨率成像方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1，一种高分辨率成像系统，包括：物镜102、STORM成像单元和像差探测单元；像差探测单元包括第一分光平板玻璃103和像差探测器106；物镜102设置在待成像样品101的正下方，成像单元设置物镜102的正下方，第一分光平板玻璃103设置在物镜102和成像单元之间，且倾斜设置在物镜102的正下方，像差探测器106水平位于第一分光平板玻璃103反射面的一侧。
在本实施例，STORM成像单元包括：管镜104、第二分光平板玻璃105和成像相机107；管镜104位于第一分光平板玻璃103设置的最下方，第二分光平板玻璃105倾斜设置在管镜104，成像相机107水平位于第二分光平板玻璃105反射面的一侧。
其中，待成像样品101夹持在上玻片和下玻片之间。待成像样品101是不移动的生物组织细胞。
参见图2、本方案还提出适用上述一种高分辨率成像系统的一种高分辨率成像方法，包括：
S1，通过像差探测器106探测样品引入的像差WF；
S2，通过像差WF计算出该像差引起的点扩散函数PSF；
S3，通过样品图像IM_real和点扩散函数PSF，反解出样品的真正图像IM_original。本方案将样品引入的像差通过重构算法去除，这样就可以提高成像的分辨率。
在步骤S3中，成像相机107成像出的样品图像IM_real和样品的真正图像IM_original的关系为：
Figure BDA0002878804650000031
其中，
Figure BDA0002878804650000032
为卷积运算。通过上式，反解出样品的真正图像IM_original。
在本实施例，步骤S1包括：
S101，将样品夹持件放置在样品台，通过像差探测器106测量系统的像差WF0；样品夹持件为上玻片和下玻片。
S102，将待成像样品101夹持在夹持件中，放置在样品台，通过像差探测器106测量含有样品的像差WF1；并通过成像相机107成像出样品图像IM_real；
S103，计算样品引入的像差WF，WF＝WF1-WF0。
作为另一可实施例，步骤S1包括：
S111，将样品夹持件放置在样品台，通过像差探测器106测量系统的像差WF0；
S112，将系统的像差WF0作为基准清零；
S113，将待成像样品101夹持在夹持件中，放置在样品台，通过像差探测器106测量含有样品的像差WF；并通过成像相机107成像出样品图像IM_real。
综上，本实用新型利用像差探测器106测量的像差代入到成像图像中，重构出没有样品引入像差时候的图像，这样就可以减少样品引入的像差导致的成像图像降质，从而提高成像的分辨率。
上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高分辨率成像系统，其特征在于，包括：物镜、STORM成像单元和像差探测单元；像差探测单元包括第一分光平板玻璃和像差探测器；
物镜设置在待成像样品的正下方，成像单元设置物镜的正下方，第一分光平板玻璃设置在物镜和成像单元之间，且倾斜设置在物镜的正下方，像差探测器水平位于第一分光平板玻璃反射面的一侧。
2.根据权利要求1所述的高分辨率成像系统，其特征在于，STORM成像单元包括：管镜、第二分光平板玻璃和成像相机；
管镜位于第一分光平板玻璃设置的最下方，第二分光平板玻璃倾斜设置在管镜，成像相机水平位于第二分光平板玻璃反射面的一侧。
3.根据权利要求1所述的高分辨率成像系统，其特征在于，待成像样品夹持在上玻片和下玻片之间。
4.根据权利要求1所述的高分辨率成像系统，其特征在于，待成像样品是不移动的生物组织细胞。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112748561A (zh) * 2020-12-31 2021-05-04 中科院长春应化所黄埔先进材料研究院 一种高分辨率成像系统和方法

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