用于光片荧光显微的快速扫描相机成像系统

【作者】 吴迪； 周兴； 姚保利； 李润泽； 杨延龙； 彭彤； 雷铭； 但旦； 叶彤；

【机构】 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子学技术国家重点实验室；

【摘要】 为了提升光片荧光显微术(Light-sheet fluorescence microscopy)的时间分辨能力,我们设计了一种快速扫描相机成像系统。它将转镜式高速摄影术发展而来的数字扫描高速相机与光片荧光显微技术相结合,通过在传统的光片荧光显微系统的探测光路中加入了可调节机械狭缝和扫描振镜,该系统将时间上的图像序列转变成空间上顺序排列的图像序列,这样在CCD相机每一个曝光周期内能够获取多幅子图像。系统帧速的提升倍率由无重叠平铺在CCD相机感光面上的子图像数目决定。相应地,随着子图像数目的增加,图像尺寸会成比例缩减。作为验证,实验上该系统利用原本最大工作帧速30帧/秒的CCD相机将系统帧速提升到了960帧/秒,并拥有进一步提升的空间。这使我们可以利用普通的CCD相机来观测毫秒甚至亚毫秒量级的现象。系统帧速提升的倍率理论上由子图像的大小和振镜的扫描速度决定,但因为曝光时间的减少会使可探测的光子数目减少,最终由可以接受的图像的信噪比决定。更多还原