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摘要光片荧光显微成像技术使用具有良好的光学选层能力和较大激发面积的光片激发样本，取代了成像速度慢的点扫描成像方式，具有快速成像采集速率、极小水平的光毒性和光损伤效应、高信噪比、高三维空间分辨率等优点。它适用于长时间活体三维成像，已被广泛应用于生物医学研究中。随着生物研究的发展，对显微镜的成像功能要求也越来越高，结合多种显微成像结果使对样本的研究分析更全面有效。此外，因传统大型显微成像装置的限制和活体麻醉成像的弊端，适用于活体或在体动物，内窥镜等成像的微型化显微镜也正在不断发展。<br>　　本文围绕光片荧光显微成像技术，结合具体应用需求，在显微成像系统设计、搭建、测试分析和成像实验方面展开相关研究工作。本文的主要内容和贡献如下:<br>　　(1)宽场及光片双模态荧光显微成像系统研究。为了实现宽场激发和光片激发两种方法成像，设计并搭建了宽场及光片双模态荧光显微成像系统，将两种激发光路集成于同一个成像系统中。基于宽场照明和光片照明的成像原理，应用扩束器和空间滤波器等光学成像理论，将成像系统光路设计并搭建成激光发生及扩束整形光路、宽场激发光路、光片激发光路、成像光路4个部分，并对系统进行成像测试分析。系统测试及成像实验表明，使用10倍物镜放大的成像系统具有7.28μm厚的选层激发光片，844μm×706μm大的有效视场，1.23±0.02μm的较高光片激发成像横向分辨率，优于宽场激发成像约65％的高对比度光片激发成像结果。<br>　　(2)微型化光片荧光显微成像系统研究。为了实现光片荧光显微镜微型化，设计制作具有高分辨率和对比度的微型化光片荧光显微成像系统。基于光片生成理论和光片照明的成像原理，应用4f成像系统等光学成像理论，设计并仿真成像光路，将整个成像系统设计并搭建成控制模块、激光及耦合模块、照明模块、检测模块、运动模块5个模块。设计并3D打印成像探头外壳，使用微型透镜，将照明模块和检测模块集成于重量约3.28g，体积为23.50mm×9.00mm×38.70mm的轻便小巧、易于实现的微型成像探头中。对系统进行测试及成像实验，结果表明，成像系统可进行高分辨率、高对比度、大成像视场的层析成像。其中，系统的放大倍数为6.74倍，横向分辨率为1.11±0.01μm，最大成像视野为245μm×245μm，成像帧率15fps，激发光片大小为5.35μm，光片激发成像的结果比宽场激发的对比度提高了295％。