一種激光雙通道同時輸出設備和顯微鏡的制作方法

本申請涉及一種高穩定性激光雙通道同時輸出設備和顯微鏡。

背景技術：

光學顯微鏡廣泛應用于生物學、醫學、物理學、化學等領域，作為顯微鏡必不可少的光源，激光由于單色性好、功率高、使用壽命長等優點備受青睞。目前，商品化市場缺少一種高穩定性的激光輸出設備，可以為不同類型的顯微鏡同時提供光源。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的缺陷，本申請提供了一種高穩定性的激光雙通道同時輸出設備，不僅提高了激光使用率，還可以為兩種不同類型的光學顯微鏡同時提供高穩定性激光。

本申請之一提供了一種激光雙通道同時輸出設備，其包括，

激光器，用于發射激光光束；

壓電反射器，用于通過其扭轉改變激光光束的方向；

壓電驅動控制器，其與所述壓電反射器連接，用于控制所述壓電反射器的扭轉；

第一二向色鏡，用于激光光束的反射和透射；

光束分束器，用于將接收到的經第一二向色鏡透射的激光分束為S光和P光，且能夠調節所述S光的功率和P光的功率；

偏振分束立方體，用于接收所述S光和P光，并改變所述S光和P光的方向；

光電檢測器，用于檢測所述第一二向色鏡反射的激光光束的光信號并與預設值比較；

反饋控制單元，所述反饋控制單元的輸入端與所述光電檢測器連接，所述反饋控制單元的輸出端與壓電驅動控制器連接；

所述反饋控制單元根據所述光電檢測器接收到的光信號與預設值的比較結果，向所述壓電驅動控制器發送控制信號，以控制所述壓電反射器扭轉；

當所述光信號與預設值不同時，所述壓電驅動控制器控制所述壓電反射器扭轉，直至光信號與預設值相同時停止扭轉；

當所述光信號與預設值相同時，所述壓電反射器不發生扭轉。

其中大部分激光光束被第一二向色鏡透射，而有一小部分激光光束會被反射而損失掉。但是在本申請中，光電檢測器利用經第一二向色鏡反射的光束來控制光束輸出的穩定性。

在一個具體實施方式中，所述的壓電反射器可根據反饋信號實時快速扭轉。

在一個具體實施方式中，所述光束分束器為液晶延遲器或含有波片的旋轉器。

所述的液晶延遲器可根據使用需求手動改變S光和P光分光比，進而改變不同通道的激光功率；進一步優選地，所述的液晶延遲器無需機械調節，由上位機軟件控制，保證了系統的高度穩定性。

優選地，所述的液晶延遲器可連續調節S光和P光的輸出功率。

在一個具體實施方式中，所述的偏振分束立方體有不同尺寸可選，可根據空間具體大小改變尺寸。

在一個具體實施方式中，所述S光的功率和所述P光的功率獨立的最小值為0，所述S光的功率和所述P光的功率獨立的最大值為滿功率。

在一個具體實施方式中，所述偏振分束立方體鍍有增透膜，以使所述光束的功率損失最小化。

在一個具體實施方式中，所述激光器和所述壓電反射器具有一一對應的多個。

在一個具體實施方式中，所述激光雙通道同時輸出設備還包括激光匯集單元，所述激光匯集單元用于將多個激光光束同軸合束以形成合束激光。

在一個具體實施方式中，激光匯集單元包括多個平行排列的第二二向色鏡，且所述第二二向色鏡的個數與所述激光器的個數相同；從多個激光器發射出的平行的激光光束分別入射至多個所述第二二向色鏡，從而將多束平行的激光光束進行同軸合束，其中與所述同軸合束的光的走向方向相反的一端的所述第二二向色鏡僅選擇性地反射所述平行的激光光束中的一束，而其他所述第二二向色鏡在分別選擇性地反射其他所述平行的激光光束的同時透射經其他第二二向色鏡選擇性地反射和/或透射的激光光束。

在一個具體實施方式中，所述激光雙通道同時輸出設備還包括擴束鏡，且所述擴束鏡的個數與所述激光器的個數相同；所述擴束鏡用于將所述激光光束在經第一二向色鏡反射和透射之前進行擴束。

其中所述擴束鏡可以設置于所述壓電反射器之前，也可以設置在所述壓電反射器之后，或者甚至存在多束激光光束時，可以設置在所述激光匯集單元之前或之后。即：可以將激光光束擴束后再改變激光光束的方向，也可以在改變激光光束的方向后再進行激光光束的擴束，或者甚至存在多束激光光束時，可以將多束激光光束合束后再進行激光光束的擴束。

在一個具體實施方式中，所述壓電反射器具有納米級精度的調節旋鈕以精確調節光束走向。

在一個具體實施方式中，所述的激光器發射的激光光束經過各個鏡片時，保證沿光軸傳播，進而減小像差。

本申請之二提供了一種顯微鏡，其包括如本申請之一所述的激光雙通道同時輸出設備，以及兩個顯微鏡單元，用于分別接收經所述偏振分束立方體改變方向的所述S光和P光。

本申請能產生的有益效果包括：

1)本申請所提供的所述的液晶延遲器和偏振分束立方體模塊實現了激光可雙通道同時輸出，進而實現兩種不同類型的顯微鏡系統同時共用一套高穩定性激光輸出設備。

2)本申請所提供的壓電調節閉環反饋模式可以高精度調節光束傳播方向，實時高精度校準激光光束漂移，解決光束易漂移的問題，提高系統穩定性。

3)本申請所提供的壓電反射器可以納米級精度改變激光傳播方向。

4)本申請所提供的所述的壓電反射器和所述的光電檢測器高度兼容，響應速度快。

5)本發明提供的高穩定性激光雙通道同時輸出設備，可為不同類型的兩種顯微鏡系統同時提供激光，大大提高了激光使用率。

6)本發明提供的高穩定性激光雙通道同時輸出設備，可提供高功率、高穩定性、高單色性、多色激光光源。

附圖說明

圖1為高穩定性激光雙通道同時輸出設備的一個實施方案示意圖。

圖2為高穩定性激光雙通道同時輸出設備的一個實施方案工作流程圖。

圖3為高穩定性激光雙通道同時輸出設備的另一個實施方案示意圖。

圖4為高穩定性激光雙通道同時輸出設備的另一個實施方案工作流程圖。

附圖中的附圖標記如下：

10-激光器；12-壓電反射器；13-壓電驅動控制器；14-擴束鏡；16-第二二向色鏡；17-第一二向色鏡；18-光電檢測器；19-反饋控制單元；20-液晶延遲器；22-偏振分束立方體；24-含有波片的旋轉器；CH1-第一通道；CH2-第二通道。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本申請作進一步詳細說明，但本申請不局限于這些附圖和實施例。

實施例1

如圖1所示，是本申請高穩定性激光雙通道同時輸出設備的一個實施方案示意圖。不同波長、功率、類型的激光器10平行發射出的激光分別依次經過一一對應的壓電反射器12、擴束鏡14和第二二向色鏡16合束后同軸輸出；第一二向色鏡17接收經二向色鏡16合束多色激光后，經第一二向色鏡17透射的激光經液晶延遲器20分束為不同方向的S光和P光輸出，盡管激光由于相位差分成S光和P光兩束激光，但是整體激光的功率和方向并未發生改變，因此再經過偏振分束立方體22分光，S光和P光分成兩個方向輸出進入第一通道CH1和第二通道CH2。S光和P光分光比可根據上位機軟件更改。

其中，壓電驅動控制器13與壓電反射器12連接，用于控制壓電反射器12的扭轉。

反饋控制單元19的輸入端與光電檢測器18連接，反饋控制單元19的輸出端與壓電驅動控制器13連接。當光束發生漂移時，壓電反射器12、光電檢測器18、反饋控制單元19和壓電驅動控制器13組成的閉環反饋系統，會精確校準漂移光束。并且多個激光器10和多個壓電反射器12一一對應，可以保證每束激光均能夠被校準。

光電檢測器18接收經第一二向色鏡17反射的激光，將經第一二向色鏡17反射的激光光束的光信號與預設值比較。反饋控制單元19根據所述光電檢測器18對接收到的光信號與預設值的比較結果，向壓電驅動控制器13發送控制信號，以實現控制壓電反射器12扭轉。

當光電檢測器18接收到的光信號與預設值不同時，壓電驅動控制器13控制壓電反射器12發生扭轉，直至光電檢測器18接收到的光信號與預設值相同為止。

當光電檢測器18接收到的光信號與預設值相同時，壓電反射器12不發生扭轉。

壓電反射器12可根據反饋信號實時快速扭轉。

液晶延遲器20無需機械調節，由上位機軟件控制S光和P光分光比，保證了系統的高度穩定性。另外，液晶延遲器20可連續調節S光和P光的輸出功率。

偏振分束立方體22有不同尺寸可選，可根據空間具體大小改變尺寸。

所述S光的功率和P光的功率獨立的最小值為0，所述S光的功率和P光的功率獨立的最大值為滿功率。

偏振分束立方體22鍍有增透膜，以使光束的功率損失最小化。

圖2為如圖1所示的高穩定性激光雙通道同時輸出設備的工作流程圖。不同激光器10輸出的激光擴束后耦合成多色合束激光同軸輸出，合束激光經過液晶延遲器20和偏振分束立方體22后分成不同方向的兩束光，再分別為不同類型的顯微鏡CH1和CH2提供激發光。合束激光的一部分會經由光電檢測器18檢測，若光束發生漂移，會通過反饋控制單元19及壓電驅動控制器13使壓電反射器12扭轉直至光電檢測器18檢測到的光束與預設值相同為止，進而保證光束零漂移。

實施例2

如圖3所示，是本申請另一種高穩定性激光雙通道同時輸出設備，其中液晶延遲器20由含有波片的旋轉器24替代，旋轉器帶動波片旋轉，進而改變光束的S光和P光分光比。

圖2為如圖3所示的高穩定性激光雙通道同時輸出設備的工作流程圖。除上述描述外，其余部分均與實施例1相同，在此不做贅述。

以上所述，僅是本申請的幾個實施例，并非對本申請做任何形式的限制，雖然本申請以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限制本申請，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本申請技術方案的范圍內，利用上述揭示的技術內容做出些許的變動或修飾均等同于等效實施案例，均屬于技術方案范圍內。