是說把同一個金納米顆粒來作為對雙光束同軸度檢測的探針，而金納米顆粒的粒徑很小，在幾十納米，所得圖像上的分辨率可達(dá)到10納米以下，檢測和調(diào)整精度非常高；
[0038]步驟4)若掃描圖像上雙光束對同一個金納米顆粒所成的高亮實(shí)心光斑完全分立或有部分重疊，則調(diào)整所述第二反射鏡4，再回到步驟3)，雙光束的聚焦光斑對顆粒物11再次掃描成像；若得到的掃描圖像上雙光束對同一個金納米顆粒所成的高亮實(shí)心光斑完全重疊，則判定雙光束是同軸的，調(diào)整結(jié)束。
[0039]在步驟I)和步驟2)之間還包括:
[0040]步驟a)在激光掃描共聚焦顯微鏡中增設(shè)所述的第三分束器7，會合后的入射光線在第三分束器7上分出部分能量形成一個新的預(yù)調(diào)光路，而大部分能量通過所述物鏡10會聚于顆粒物11上；
[0041]步驟b)在預(yù)調(diào)光路上增設(shè)中間透鏡8和面陣探測器9來形成一個低分辨的成像裝置，并對所述預(yù)調(diào)光路上的光束進(jìn)行成像；所述面陣探測器9位于所述中間透鏡8的焦平面上，根據(jù)在所述面陣探測器9上所成的像可觀測到會合后的入射光束的聚焦光斑，根據(jù)此聚焦光斑的重疊程度來對兩光束的同軸狀態(tài)作粗略檢測；
[0042]步驟c)若步驟b)所成的像是同心光斑，則進(jìn)入步驟2);若步驟b)所成的像不是同心光斑，如圖2所示，則調(diào)整所述第三反射鏡3，回到步驟b)。
[0043]本實(shí)施例的具體光路如下:
[0044]將第一束激光I依次通過第一反射鏡3和第二反射鏡4反射，并依次經(jīng)第一分束器5和第二分束器6透射傳播至物鏡10上，所述第一、第二反射鏡平行設(shè)置并且角度二維可調(diào)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整所述兩個反射鏡來使得雙光束保持同軸。所述第二束激光2直接入射到所述第二分束器6，其入射點(diǎn)與第一束激光I在所述第二分束器6上的透射點(diǎn)重合，第二束激光2經(jīng)第二分束器6反射后，與第一束激光I會合成一束入射光束，同向傳播至第三分束器7。所述入射光束的大部分能量透過所述第三分束器7，并經(jīng)過所述物鏡10會聚于所述顆粒物11上，形成聚焦光斑，此聚焦光斑隨著所述位移臺12帶動顆粒物11在XY平面上的運(yùn)動，遍歷所述顆粒物11某一平面上的所有范圍，并且攜帶顆粒物11信息的光反射到所述點(diǎn)探測器15 ;所述入射光束的小部分能量經(jīng)所述第三分束器7反射至所述中間透鏡8，并會聚于所述面陣探測器9上，根據(jù)面陣探測器9探測到的兩光束聚焦光斑的重合情況，來相應(yīng)調(diào)整所述第一反射鏡3，使得兩光束保持同軸，由于受到衍射與面陣成像器件像元尺寸影響，檢測精度為微米量級，因此用于粗調(diào)整。所述顆粒物11的反射光分別經(jīng)過所述物鏡10、所述第三分束器7、所述第二分束器6、所述第一分束器5、回路透鏡13、針孔光闌14傳播至所述點(diǎn)探測器15，點(diǎn)探測器15每次只能接收顆粒物11上光束聚焦點(diǎn)處的光信息，隨著位移臺12帶動顆粒物在XY平面進(jìn)行逐點(diǎn)逐行掃描運(yùn)動，聚焦光遍歷了顆粒物11在該平面上的所有范圍，每點(diǎn)的光信號由點(diǎn)探測器15接收，將接收到的光信號與掃描運(yùn)動的位置進(jìn)行重建，可得到顆粒物11的平面圖像。所述針孔光闌14設(shè)置在所述回路透鏡13的焦平面上，用于濾除顆粒物反射光中的雜散光，使得顆粒物11的成像效果更好，這樣充分利用了系統(tǒng)自帶的成像裝置來進(jìn)行同軸度的檢測，附加設(shè)備少，同時可以實(shí)現(xiàn)高精度的調(diào)整。
[0045]具體調(diào)整原理如下:如圖4-6所示，虛線表示的是預(yù)期的光線走向，實(shí)線是實(shí)際走向，虛線框表示調(diào)整后的反射鏡，實(shí)線框表示調(diào)整前的反射鏡。當(dāng)光線和預(yù)期走向不同時，說明雙光束不同軸，如圖4所示。首先調(diào)整反射鏡3，使其二維旋轉(zhuǎn)，反射出的光線在反射鏡4上與預(yù)期點(diǎn)重合；然后調(diào)整反射鏡4，同樣旋轉(zhuǎn)，使反射出的光線在方向上與預(yù)期全完重合，調(diào)整完畢，雙光束實(shí)現(xiàn)同軸。
[0046]具體調(diào)整過程如下:首先利用面陣探測器9來做雙光束同軸度的粗略檢測，當(dāng)面陣探測器9檢測到雙光束的聚焦光斑不同軸時，如圖2所示，調(diào)整第一反射鏡3，使其二維旋轉(zhuǎn)，反射出的光線在第二反射鏡4上與預(yù)期點(diǎn)重合，如圖5所示，也就是使得在面陣探測器9上的聚焦光斑完全重合；然后利用點(diǎn)探測器15獲取兩光束對同一金納米顆粒形成的高亮實(shí)心光斑，如圖3所不，雙光束未完全同軸時，雙光束對同一金納米顆粒將形成兩個分立或不完全重合的高亮實(shí)心光斑，此時，調(diào)整第二反射鏡4，同樣二維旋轉(zhuǎn)，使反射出的光線在方向上與預(yù)期重合，如圖6所示，也就是調(diào)整所述第二反射鏡4，使得所述兩個分立或不完全重合的高亮實(shí)心光斑使之完全重合。按照面陣探測器9對應(yīng)第一反射鏡3，點(diǎn)探測器15對應(yīng)第二反射鏡4的對應(yīng)關(guān)系，并且由于第三分束器7的作用，面陣探測器9與點(diǎn)探測器15可同時工作，調(diào)整過程中，可實(shí)時觀察并根據(jù)情況調(diào)整反復(fù)調(diào)整第一、第二反射鏡，經(jīng)過多次迭代之后和光線逼近，面陣探測器9與點(diǎn)探測器15上的光斑均重合時，即可使得雙入射光束高度同軸，以此對雙光束的同軸狀態(tài)作精密檢測和調(diào)整。對于多光束同軸度的調(diào)整方法也是一樣，假如有N束入射光束，即調(diào)整(N-1)束的入射光束的光路使得N束入射光束保持同軸。
[0047]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多光束同軸度的調(diào)整方法，其用于在激光掃描共聚焦顯微鏡對物質(zhì)進(jìn)行成像前，將所述激光掃描共聚焦顯微鏡中由多個激光光源發(fā)出的光調(diào)整為一束同軸的光線； 包括: 步驟I)通過在多個激光光源的光路上設(shè)置若干個反射鏡或分束器，使得所述多個激光光源發(fā)出的光合并為一束肉眼無法區(qū)分開的光線； 步驟2)選取一個能夠反射激光的顆粒物，該顆粒物中每個顆粒的粒徑小于所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線的光斑直徑； 步驟3)利用激光掃描共聚焦顯微鏡中自帶的成像裝置，將所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線對所述顆粒物進(jìn)行掃描成像； 步驟4)若得到的圖像含有重影，則判定所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線不是一束同軸的光線，調(diào)節(jié)所述反射鏡或分束器，回到步驟3);若得到的圖像沒有重影，則判定所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線是一束同軸的光線，調(diào)整結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，所述顆粒物為透光載體，其內(nèi)至少含一顆金納米顆粒，激光只能在所述顆粒物中的金納米顆粒上反射光線。
3.如權(quán)利要求2所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，所述顆粒物含多個金納米顆粒，每個金納米顆粒之間的距離大于所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線的光斑直徑。
4.如權(quán)利要求1所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，在步驟I)和步驟2)之間還包括: 步驟a)通過增設(shè)分束器將所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線分割出一部分，形成一個新的預(yù)調(diào)光路； 步驟b)增設(shè)一個低分辨的成像裝置，對所述預(yù)調(diào)光路進(jìn)行成像； 步驟c)若步驟b)所成的像是同心光斑，則進(jìn)入步驟2);若步驟b)所成的像不是同心光斑，則調(diào)整所述反射鏡或分束器，回到步驟b)。
5.如權(quán)利要求1所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，所述多個激光光源中至少有一個激光光源的路徑上設(shè)置有第一反射鏡和第二反射鏡，激光經(jīng)所述第一、第二反射鏡反射后與其他各光路合并為所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線。
6.如權(quán)利要求4所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，所述步驟c)對應(yīng)調(diào)整所述第一反射鏡，使預(yù)調(diào)光路中所成的像為同心光斑。
7.如權(quán)利要求1所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，所述步驟4)對應(yīng)調(diào)整所述第二反射鏡，消除所得圖像中的陰影。
8.如權(quán)利要求5所述的多雙束同軸度的調(diào)整方法，其特征在于，所述第一反射鏡和第二反射鏡的調(diào)整同時進(jìn)行，經(jīng)過多次迭代調(diào)整和光線逼近，直至多光束實(shí)現(xiàn)同軸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多光束同軸度的調(diào)整方法，步驟1)通過在多個激光光源的光路上設(shè)置若干個反射鏡或分束器，使得所述多個激光光源發(fā)出的光合并為一束肉眼無法區(qū)分開的光線；步驟2)選取一個能夠反射激光的顆粒物，該顆粒物中每個顆粒的粒徑小于所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線的光斑直徑；步驟3)利用激光掃描共聚焦顯微鏡中自帶的成像裝置，將所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線對所述顆粒物進(jìn)行掃描成像；步驟4)若得到的圖像含有重影，則判定所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線不是一束同軸的光線，調(diào)節(jié)所述反射鏡或分束器，回到步驟3)；若得到的圖像沒有重影，則判定所述的一束肉眼無法區(qū)分開的光線是一束同軸的光線，調(diào)整結(jié)束。
【IPC分類】G01M11-00
【公開號】CN104535296
【申請?zhí)枴緾N201410727655
【發(fā)明人】楊皓旻, 張運(yùn)海
【申請人】中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月3日