一种TIRF照明系统的制作方法

一种tirf照明系统
技术领域
1.本实用新型涉及光学成像技术领域，具体涉及一种tirf照明系统。


背景技术：

2.全内角反射荧光显微镜(total internal reflection fluorescence microscope，tirfm)，利用光线全反射后在介质另一面产生衰逝波的特性，激发荧光分子以观察荧光标定样品的极薄区域，观测的动态范围通常在200nm以下。由于倏逝波的强度沿垂直界面方向上呈指数衰减，故只有靠近界面附近几百纳米的一小薄层样品区域能够被激发，极大地降低了背景光噪声的干扰，因此该技术被广泛地应用于要求高信噪比的技术领域尤其适合研究细胞膜或者膜内附近区域单分子的动态成像过程，如生物单分子研究、细胞信号转导动力学过程的研究等。现有的tirf显微成像系统中，tirf照明角度不够大，难以实现对样品的全方位角无阴影照明，样品成像质量差，且一般情况下tirf照明只能利用一次，无法多次利用。而tirf角越大，照明的倏逝波越薄，可以更好的改善因为倏逝波厚度较厚造成的杂散光。因此，行业内急需研发一种tirf角越大且能重复利用tirf照明的tirf照明系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种实现了两次往返照明，提高了tirf照明的能量利用率的tirf照明系统。
4.本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
5.一种tirf照明系统，包括：光源单元和棱镜；棱镜设置在光源单元的正下方，棱镜的一侧为曲面，另一侧为上宽下窄的斜面，斜面位于光源单元的正下方；待测观察样品放置在上盖玻璃和下盖玻璃之间，且上盖玻璃位于棱镜的下方，上盖玻璃和棱镜之间填充浸油，棱镜、浸油和上盖玻璃的折射率一样，且均大于待测观察样品的折射率。
6.优选地，光源单元包括激光光源、第一透镜，第一透镜设置在激光光源的正下方，棱镜设置在第一透镜的正下方，斜面位于第一透镜的正下方。
7.优选地，棱镜的左侧为曲面，右侧为上宽下窄的斜面。
8.优选地，tirf照明系统还包括：调试成像组件；调试成像组件包括水平依次放置的成像相机、第二透镜和分光平板玻璃；分光平板玻璃倾斜设置在透镜和棱镜的斜面之间；分光平板玻璃向第一透镜的面镀有半透射膜，另一面镀有全反透射膜。
9.本实用新型相对于现有技术具有如下优点：
10.(1)本实用新型对系统的物镜要求低，无需特定的tirf物镜，可以实现固定的tirf角入射；且tirf角入射范围大。
11.(2)本实用新型可以实现高的能量利用率，tirf照明系统实现了两次往返照明，提高了tirf照明的能量利用率，或者说减少了tirf照明的光源功率。
附图说明
12.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：
13.图1为本实用新型的tirf照明系统的结构示意图。
14.图2为本实用新型的tirf照明系统的光路图。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
16.参见图1，一种tirf照明系统，包括：激光光源101、第一透镜102和棱镜106；第一透镜102设置在激光光源101的正下方，棱镜106设置在第一透镜102的正下方，棱镜106的左侧为曲面，右侧为上宽下窄的斜面，斜面位于第一透镜102的正下方；待测观察样品放置在上盖玻璃1071和下盖玻璃1072之间，且上盖玻璃1071位于棱镜106的下方，上盖玻璃1071和棱镜106之间填充浸油，棱镜106、浸油和上盖玻璃1071的折射率一样，且均大于待测观察样品的折射率。
17.参见图2，本方案的一种tirf照明系统光路图为激光1061垂直入射到棱镜106处，经过斜面反射后为激光1062，激光1062斜入射到棱镜106的底面，由于棱镜106、浸油和上盖玻璃1071的折射率一样，且均大于待测观察样品的折射率。激光1062进一步斜入射到上盖玻璃1071，发生全反射，反射后的激光1063入射到棱镜106的左侧曲面，经曲面重新聚焦后形成反射光1064，反射光1064再次聚焦到激光1062发生全反射的位置，即激光1062入射到上盖玻璃1071位置和激光1064入射到上盖玻璃1071位置一致，两次光同时聚焦到同一个位置实现tirf照明，经上盖玻璃1071全反射后的光为激光1065，经棱镜106的斜面反射后为激光1066，最终激光1066射出106。该方案的光经过两次入射到上盖玻璃1071的同一位置tirf照明，实现了照明的光增强。光经过两次入射到上盖玻璃1071的同一位置tirf照明时，tirf照明范围大，在上盖玻璃1071周围产生的倏逝波照射在待测观察样品，后期经过对待测观察样品成像，实现对样品的观察。
18.需要说明的是，反射后的激光1063为垂直入射到棱镜106的左侧曲面，因此，棱镜106的左侧曲面会垂直反射，形成汇聚反射光1064。棱镜106的左侧曲面相当于反射镜。
19.在本实施例，tirf照明系统还包括：调试成像组件；调试成像组件包括水平依次放置的成像相机105、第二透镜104和分光平板玻璃103；分光平板玻璃103倾斜设置在透镜和棱镜106的斜面之间；分光平板玻璃103向第一透镜102的面镀有半透射膜，另一面镀有全反透射膜。激光1066经过分光平板玻璃103反射到第二透镜104，最终在成像相机105成像。调试成像组件主要用于在实验前，对棱镜106底部的全反射光斑进行调试。
20.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。


技术特征：
1.一种tirf照明系统，其特征在于，包括：光源单元和棱镜；棱镜设置在光源单元的正下方，棱镜的一侧为曲面，另一侧为上宽下窄的斜面，斜面位于光源单元的正下方；待测观察样品放置在上盖玻璃和下盖玻璃之间，且上盖玻璃位于棱镜的下方，上盖玻璃和棱镜之间填充浸油，棱镜、浸油和上盖玻璃的折射率一样，且均大于待测观察样品的折射率。2.根据权利要求1所述的tirf照明系统，其特征在于，光源单元包括激光光源、第一透镜，第一透镜设置在激光光源的正下方，棱镜设置在第一透镜的正下方，斜面位于第一透镜的正下方。3.根据权利要求1所述的tirf照明系统，其特征在于，棱镜的左侧为曲面，右侧为上宽下窄的斜面。4.根据权利要求1所述的tirf照明系统，其特征在于，还包括：调试成像组件；调试成像组件包括水平依次放置的成像相机、第二透镜和分光平板玻璃；分光平板玻璃倾斜设置在透镜和棱镜的斜面之间；分光平板玻璃向第一透镜的面镀有半透射膜，另一面镀有全反透射膜。

技术总结
本实用新型公开了一种TIRF照明系统，包括：光源单元和棱镜；棱镜设置在光源单元的正下方，棱镜的一侧为曲面，另一侧为上宽下窄的斜面，斜面位于光源单元的正下方；待测观察样品放置在上盖玻璃和下盖玻璃之间，且上盖玻璃位于棱镜的下方，上盖玻璃和棱镜之间填充浸油，棱镜、浸油和上盖玻璃的折射率一样，且均大于待测观察样品的折射率。本实用新型可以实现高的能量利用率，TIRF照明系统实现了两次往返照明，提高了TIRF照明的能量利用率，或者说减少了TIRF照明的光源功率。少了TIRF照明的光源功率。少了TIRF照明的光源功率。


技术研发人员：杨乐宝 王宏达
受保护的技术使用者：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021/10/15