Thorlabs共聚焦荧光显微镜系统

　　Thorlabs公司的共聚焦激光扫描（CLS）显微系统是一种紧凑的模块化产品，其强大的成像能力可满足大多数科研实验室的应用。通过消除焦平面以外区域产生的信号，共聚焦显微镜可在厚样品中获得高分辨率的光学切片图像。CLS系统几乎可以与任何正置或倒置显微镜进行集成，并通过一个C型安装座轻松地访问到中继像面（例如相机接口）。附带的ThorImageLS 图像处理软件提供了直观的图形用户界面，能够驱动CLS硬件进行快速记录和数据查询。

　　一款基本的共聚焦激光扫描系统(CLS-2SS)包含一个电子控制单元、一个可扩展的标准灵敏度双光电倍增管模块、一个16位针孔转轮、一个双通道（488nm和642nm）激光光源、ThorImageLS 采集软件和计算机工作站。对于更精密的成像要求，系统还可升级为四个激光通道和四个高灵敏度GaAsP光电倍增管。图1为共聚焦荧光显微镜系统的外观。

　　该系统具有如下特性：高速图像采集为512*512像素，帧速为 0帧/秒，可选择标准的多碱光电倍增管或者高灵敏度GaAsP光电倍增管，采集分辨率为2048*2048像素（双向扫描）或4096*4096 像素（单向扫描），系统可选双通道或者四通道，针对纳米波段进行优化。

　　共聚焦荧光显微镜系统的光路如图2所示

　　图2 共聚焦荧光显微镜系统光路图

　　下面介绍Thorlabs共聚焦荧光显微镜系统的各组成部分。

　　1. 扫描头

　　本系统的核心部件是一个优化设计的扫描头，该扫描头采用了谐振扫描振镜和一个流计振镜快速地采集图像。扫描透镜配件具有出色的成像性能，在nm波段校正色差。系统还配有一个自动的16口径的圆形针孔转轮，直径范围从25微米到2毫米，选择适当的针孔可满足各种物镜和实验要求。

　　2. 探测器

　　本系统提供了两种不同的探测器。其中标准灵敏度多碱光电倍增管能够获取低噪、高范围的图像，适合绝大部分的生命科学和工业需要。若本系统用于易碎样品或高光敏感样品，可采用一种高灵敏度的TEC冷却的GaAsP光电倍增管。

　　. 激光模块

　　激光扫描显微镜面临的巨大挑战是保持多通道激光束的对准。Thorlabs使用一种先进的完全集成的光纤光学设备，将四个波长中的三个合束到单根光纤内。这种固态耦合方法，使激光光源终生免维护。可选的405nm激光在独立的单模光纤中传输，紧密集成在扫描头模块中。

　　4. 物镜

　　众所周知，没有高质量物镜的成像系统是不完整的。Thorlabs提供各种奥林巴斯和尼康的平场萤石物镜，非常适于共聚焦成像。

　　5.Z轴聚焦控制

　　ThorImageLS 软件能够控制若干类型的Z轴聚焦设备。MFC1电动显微镜聚焦控制器是一个紧凑的模块，用以实现商用光学显微镜的电动聚焦控制。该软件的图形用户界面控制V的模拟输出，可以缩放和校准来配合压电物镜移动器的步长。

　　图6 MFC1电动显微镜聚焦控制器

　　6. XY电动平台

　　MLS20 电动平台可集成到各种正置和倒置的显微镜上，对各类样本实现XY轴的精确定位。对于在X轴110毫米和在Y轴的75毫米的行程范围内，闭环和主动反馈确保了分辨率在0.1微米以上的精确定位。

　　图7 MLS20 -2电动平台

　　orImageLS 图像采集软件

　　ThorImageLS 简易的图形界面使用户能够快速收集和浏览数据。软件能协调外围控制和图像采集以获得最佳数据。采集到的实验数据可以回放或转换成影片用于发表和共享。同时，Thorlabs也提供软件工具开发包和C++、LabVIEW语言函数库以方便二次开发。

　　图8 ThorImageLS 图像采集软件

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