本發(fā)明屬于光遺傳學(xué)與光學(xué)顯微成像領(lǐng)域，特別涉及了一種基于數(shù)字微鏡器件的快速精準(zhǔn)光學(xué)聚焦增強(qiáng)方法與系統(tǒng)，并應(yīng)用于光遺傳學(xué)光刺激與光學(xué)顯微成像。

背景技術(shù)：

在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域，光學(xué)散射是制約光學(xué)成像質(zhì)量的主要因素。多數(shù)深部組織成像的光學(xué)技術(shù)(例如，激光共聚焦成像，雙光子顯微鏡和光學(xué)相干層析掃描)主要利用非散射光子(即彈道光子)成像。彈道光子的數(shù)量隨深度增加呈指數(shù)式衰減，因此將光束聚焦范圍限制在了1mm的深度。

光遺傳學(xué)技術(shù)需要對特定的神經(jīng)元進(jìn)行光刺激，以研究其神經(jīng)環(huán)路機(jī)理。但是傳統(tǒng)的光纖植入式光遺傳學(xué)對活體生物的損傷嚴(yán)重，不利于長期研究。早先應(yīng)用在天文學(xué)中的自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)深層生物組織光刺激與成像提供了新的技術(shù)支持。

現(xiàn)有的非侵入式自適應(yīng)光遺傳學(xué)技術(shù)是基于自適應(yīng)光學(xué)的精確相位校正技術(shù)，或基于相干光自適應(yīng)技術(shù)來進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)?。精確相位校正技術(shù)通過將空間光調(diào)制器分成若干分區(qū)，依次等間隔改變分區(qū)內(nèi)的光束附加相位，探測其最佳光束聚焦相位。每個(gè)分區(qū)依次循環(huán)迭代，從而獲得最終校正相位，對入射光束進(jìn)行相位補(bǔ)償，從而校正其畸變相位，形成良好光束聚焦。

但是以上精確相位校正需要消耗大量的時(shí)間，為了獲得更好地光學(xué)校正，就需要?jiǎng)澐指嗟姆謪^(qū)與更細(xì)的相位間隔。由于空間光調(diào)制器的圖像刷新率較低，導(dǎo)致光學(xué)校正消耗大量時(shí)間。

相干光自適應(yīng)技術(shù)也是將空間光調(diào)制器分成若干分區(qū)，利用分塊可變形鏡或數(shù)字微鏡器件對入射到空間光調(diào)制器上的光束進(jìn)行快速強(qiáng)度調(diào)制，從而利用各光束相干得到的光強(qiáng)值計(jì)算出不同分區(qū)對應(yīng)的光束所需的補(bǔ)償相位，然后再將相位加載到空間光調(diào)制器上進(jìn)行光束補(bǔ)償。

雖然利用相干光自適應(yīng)技術(shù)能夠有效地縮短校正光束相位的時(shí)間，但是依舊無法克服空間光調(diào)制器加載相位進(jìn)行校正所消耗的時(shí)間，不利于活體生物中進(jìn)行實(shí)時(shí)光遺傳學(xué)刺激與研究，制約了自適應(yīng)光遺傳技術(shù)的推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明目的在于利用圖像刷新率較高的數(shù)字微鏡器件解決傳統(tǒng)自適應(yīng)光遺傳學(xué)中空間光調(diào)制器耗時(shí)較長的問題。利用數(shù)字微鏡器件快速的刷新率，從光學(xué)衍射原理出發(fā)，將光束分為若干區(qū)域，借鑒相干光自適應(yīng)技術(shù)的快速補(bǔ)償相位探測技術(shù)，通過區(qū)分不同相位對光束聚焦中心的干涉作用，將對聚焦中心干涉相長的區(qū)域保留，并去除對聚焦中心干涉相消的區(qū)域，從而提升了光束聚焦的質(zhì)量，省去了利用空間光調(diào)制器加載補(bǔ)償相位所消耗的時(shí)間，縮短了自適應(yīng)光刺激的校正時(shí)間。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：

一、一種基于數(shù)字微鏡器件的快速精準(zhǔn)光學(xué)聚焦增強(qiáng)方法：

1)物鏡的焦平面處不放置實(shí)驗(yàn)樣品，用無加載分區(qū)的數(shù)字微鏡器件進(jìn)行光束聚焦，在物鏡的焦平面處得到理想聚焦光斑，記錄理想聚焦光斑的聚焦中心位置of；

2)將實(shí)驗(yàn)樣品置于物鏡的焦平面處，用無加載分區(qū)的數(shù)字微鏡器件進(jìn)行光強(qiáng)探測，記錄獲得聚焦中心位置of的光強(qiáng)值；

3)將數(shù)字微鏡器件的反射面分為多塊區(qū)域，并將所有區(qū)域分為兩個(gè)部分；

每個(gè)部分中的各個(gè)區(qū)域可以是相連通的，也可以是不連通，即棋盤格類似的等分方式。

4)針對每一部分的各個(gè)區(qū)域以強(qiáng)度調(diào)制方式進(jìn)行光強(qiáng)探測，獲得每一部分對應(yīng)記錄到的聚焦中心位置of處的一個(gè)光強(qiáng)值，并處理獲得每一部分中各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的補(bǔ)償相位值；

5)將每一區(qū)域的補(bǔ)償相位值與π進(jìn)行比較，并采用以下方式處理得到篩選結(jié)果：

若補(bǔ)償相位值小于等于π，則該光強(qiáng)值對應(yīng)的區(qū)域保留；

若補(bǔ)償相位值大于π，則該光強(qiáng)值對應(yīng)的區(qū)域去除；

6)將根據(jù)篩選結(jié)果調(diào)整分區(qū)并加載到數(shù)字微鏡器件上進(jìn)行光強(qiáng)探測，在實(shí)驗(yàn)樣品內(nèi)形成最終光學(xué)聚焦增強(qiáng)光斑，在聚焦中心位置為of處激發(fā)出更強(qiáng)的熒光。

所述步驟1)中的光束聚焦具體是：激光器發(fā)射出光束，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，在數(shù)字微鏡器件上反射，然后經(jīng)過物鏡聚焦。

所述步驟2)、4)和6)中的光強(qiáng)探測具體是：激光器發(fā)射出光束，經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束后，在數(shù)字微鏡器件上反射，然后經(jīng)過物鏡聚焦到樣品上，樣品帶有熒光材料，在樣品內(nèi)產(chǎn)生畸變散射光斑并激發(fā)出熒光，激發(fā)出的熒光再經(jīng)透鏡聚焦后由光電倍增管和振鏡配合進(jìn)行掃描探測獲得散射光斑激發(fā)出的熒光圖像，記錄聚焦中心位置of的光強(qiáng)值。

所述的熒光材料包括熒光蛋白、熒光小球或者熒光染料。

所述實(shí)驗(yàn)樣品為但不限于活體生物組織、離體生物組織、含小球的瓊脂塊等。

所述步驟3)中將數(shù)字微鏡器件的反射面分為多塊區(qū)域具體是指將數(shù)字微鏡器件的微鏡像素元以n×n方式均勻分區(qū)，從而將準(zhǔn)直擴(kuò)束后的入射光束分為對應(yīng)的n×n個(gè)光束單元。

所述步驟4)具體為：在光強(qiáng)探測時(shí)，保持第一部分內(nèi)各個(gè)區(qū)域的反射面不變，將第二部分內(nèi)各個(gè)區(qū)域的反射面同時(shí)以不同的頻率進(jìn)行來回偏轉(zhuǎn)，不同區(qū)域具有不同的來回偏轉(zhuǎn)的頻率，由時(shí)間長持續(xù)不斷地來回偏轉(zhuǎn)形成對不同分區(qū)的光束進(jìn)行不同頻率的強(qiáng)度調(diào)制，對調(diào)制后的光束進(jìn)行光強(qiáng)探測；將探測得到的光強(qiáng)值做傅里葉變換并繪制頻率-幅值圖，由頻率-幅值圖中不同區(qū)域的調(diào)制頻率對應(yīng)的光強(qiáng)幅值進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算為補(bǔ)償相位，從而得到第二部分內(nèi)不同區(qū)域所需的補(bǔ)償相位值。

反之處理，保持第二部分內(nèi)各個(gè)區(qū)域的反射面不變，將第一部分內(nèi)各個(gè)區(qū)域的反射面同時(shí)以不同的頻率進(jìn)行來回偏轉(zhuǎn)，能計(jì)算得到第一部分內(nèi)不同區(qū)域所需的補(bǔ)償相位。

所述步驟4)具體是指將多個(gè)區(qū)域等分為無共同分區(qū)的兩個(gè)部分，根據(jù)奈奎斯特采樣定律選擇每個(gè)部分合適的調(diào)制頻率范圍，并且設(shè)置每個(gè)部分中的每個(gè)分區(qū)有不同的強(qiáng)度調(diào)制頻率，每個(gè)部分所有分區(qū)對應(yīng)的強(qiáng)度調(diào)制頻率能覆蓋到該部分的調(diào)制頻率范圍。

然后在光強(qiáng)探測時(shí)，保持某一部分的區(qū)域的反射面不變，另一部分內(nèi)的各區(qū)域的反射面同時(shí)以對應(yīng)的不同頻率進(jìn)行振動(dòng)，使得每個(gè)區(qū)域的反射面產(chǎn)生的光束以設(shè)置的頻率在正側(cè)光路與旁側(cè)光路之間來回偏轉(zhuǎn)，旁側(cè)光路將光束阻擋，正側(cè)光路為未進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制前反射面產(chǎn)生光束的光路，從而對不同分區(qū)的光束進(jìn)行不同頻率的強(qiáng)度調(diào)制。

所述步驟6)根據(jù)篩選結(jié)果調(diào)整分區(qū)具體是：經(jīng)過數(shù)字微鏡器件時(shí)，篩選后去除的區(qū)域?qū)⒆陨斫邮杖肷涔馐螽a(chǎn)生的反射光束調(diào)整反射角度，使反射光束到旁側(cè)光路，同時(shí)篩選后保留的區(qū)域保持反射光束的反射角度與所述步驟2)光強(qiáng)探測時(shí)反射光束的反射角度相同。

二、一種基于數(shù)字微鏡器件的快速精準(zhǔn)光學(xué)聚焦增強(qiáng)系統(tǒng)：

系統(tǒng)包括激光器、光纖、準(zhǔn)直透鏡、數(shù)字微鏡器件、光擋、縮束模塊、掃描模塊、二向色鏡、顯微物鏡、實(shí)驗(yàn)樣品和光強(qiáng)探測模塊。光纖和準(zhǔn)直透鏡布置在激光器之后，激光器發(fā)射出光束經(jīng)光纖傳輸之后通過準(zhǔn)直透鏡入射到數(shù)字微鏡器件，數(shù)字微鏡器件旁側(cè)出射端置有光擋，數(shù)字微鏡器件前側(cè)出射端置有縮束模塊，前方設(shè)有二向色鏡；光束經(jīng)二向色鏡反射后經(jīng)過掃描模塊進(jìn)入顯微物鏡聚焦，實(shí)驗(yàn)樣品位于顯微物鏡焦平面上；實(shí)驗(yàn)樣品內(nèi)激發(fā)出的熒光經(jīng)過顯微物鏡與掃描模塊后透過二向色鏡被光強(qiáng)探測模塊接收進(jìn)行光強(qiáng)探測。

所述的縮束模塊包括前縮束模塊透鏡和后縮束模塊透鏡；前縮束模塊透鏡和后縮束模塊透鏡依次平行布置在數(shù)字微鏡器件的正側(cè)，數(shù)字微鏡器件反射的光束依次經(jīng)前縮束模塊透鏡和后縮束模塊透鏡平行縮束后入射到二向色鏡的旁側(cè)。

所述的掃描模塊包括前掃描振鏡、前光束準(zhǔn)直透鏡、后光束準(zhǔn)直透鏡、后掃描振鏡、前掃描模塊透鏡和后掃描模塊透鏡；前掃描振鏡、前光束準(zhǔn)直透鏡、后光束準(zhǔn)直透鏡、后掃描振鏡、前掃描模塊透鏡和后掃描模塊透鏡依次布置在二向色鏡的前側(cè)，二向色鏡反射的光束依次經(jīng)前掃描振鏡、前光束準(zhǔn)直透鏡、后光束準(zhǔn)直透鏡、后掃描振鏡、前掃描模塊透鏡和后掃描模塊透鏡后入射到顯微物鏡。

所述的光強(qiáng)探測模塊包括光學(xué)濾波器、準(zhǔn)直聚焦透鏡、光纖、聚焦透鏡和光電倍增管；光學(xué)濾波器、準(zhǔn)直聚焦透鏡、光纖、聚焦透鏡和光電倍增管依次布置在二向色的后側(cè)，實(shí)驗(yàn)樣品發(fā)出的熒光依次經(jīng)顯微物鏡、后掃描模塊透鏡、前掃描模塊透鏡、后掃描振鏡、后光束準(zhǔn)直透鏡、前光束準(zhǔn)直透鏡、前掃描振鏡、二向色鏡、光學(xué)濾波器、準(zhǔn)直聚焦透鏡、光纖和聚焦透鏡后進(jìn)入光電倍增管進(jìn)行光強(qiáng)探測。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用數(shù)字微鏡器件實(shí)現(xiàn)了快速的自適應(yīng)光束聚焦增強(qiáng)，利用數(shù)字微鏡器件快速的圖像刷新速率，克服了以往利用空間光調(diào)制器進(jìn)行相位校正時(shí)速度慢的問題，提升了光束聚焦與光學(xué)刺激的速度。

本發(fā)明基于光學(xué)衍射成像原理，通過將數(shù)字微鏡器件與相干光自適應(yīng)技術(shù)結(jié)合，篩選出對聚焦光斑有干涉相消作用的分區(qū)光束并將其去除，從而使得聚焦中心的光強(qiáng)顯著提升，提高了自適應(yīng)光束聚焦質(zhì)量。

本發(fā)明使用數(shù)字微鏡器件進(jìn)行自適應(yīng)光束增強(qiáng)，取代了昂貴的空間光調(diào)制器，在保證光束聚焦的同時(shí)降低了實(shí)驗(yàn)成本，更利于方法與系統(tǒng)在研究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

并且本發(fā)明可方便地與已有的各種顯微成像技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同步的光刺激與顯微成像，有利于基于光遺傳學(xué)對行為學(xué)與神經(jīng)環(huán)路等面向大腦不同區(qū)域的研究發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例中無數(shù)字微鏡器件篩選時(shí)的散射聚焦光斑圖像；

圖3為實(shí)施例中數(shù)字微鏡器件第一部分分區(qū)所施加的調(diào)制頻率示意圖；

圖4為實(shí)施例中數(shù)字微鏡器件第二部分分區(qū)所施加的調(diào)制頻率示意圖；

圖5為實(shí)施例中光電倍增管探測到的強(qiáng)度調(diào)制后的部分熒光光強(qiáng)值；

圖6為實(shí)施例中熒光光強(qiáng)值作傅里葉變換之后的部分頻率-幅值圖；

圖7為實(shí)施例中從熒光光強(qiáng)值中計(jì)算得到的部分分區(qū)補(bǔ)償相位值；

圖8為實(shí)施例中數(shù)字微鏡器件第一部分分區(qū)所需補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)分布圖；

圖9為實(shí)施例中數(shù)字微鏡器件第二部分分區(qū)所需補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)分布圖；

圖10為實(shí)施例中數(shù)字微鏡器件所需去除的光束分區(qū)分布圖；

圖11為實(shí)施例中數(shù)字微鏡器件加載篩選分區(qū)后的光束聚焦光斑圖像。

具體實(shí)施方式

以下自適應(yīng)光束聚焦增強(qiáng)實(shí)施例可以更詳細(xì)的說明本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。

本發(fā)明的實(shí)施例及其具體過程如下：

如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括激光器1、光纖2、準(zhǔn)直透鏡3、數(shù)字微鏡器件4、光擋5、前縮束模塊透鏡6、后縮束模塊透鏡7、二向色鏡8、前掃描振鏡9、前光束準(zhǔn)直透鏡10、后光束準(zhǔn)直透鏡11、后掃描振鏡12、前掃描模塊透鏡13、后掃描模塊透鏡14、顯微物鏡15、實(shí)驗(yàn)樣品16、光學(xué)濾波器17、準(zhǔn)直聚焦透鏡18、光纖19、聚焦透鏡20和光電倍增管21。

(1)激光器1發(fā)出的光束依次經(jīng)過光纖2和準(zhǔn)直透鏡3后，照射到數(shù)字微鏡器件4上。在數(shù)字微鏡器件4無加載圖像且不加載實(shí)驗(yàn)樣品16時(shí)，光束被反射經(jīng)過前縮束模塊透鏡6和后縮束模塊透鏡7，照射到二向色鏡8的側(cè)面被反射，反射光束經(jīng)過前掃描振鏡9、前光束準(zhǔn)直透鏡10、后光束準(zhǔn)直透鏡11、后掃描振鏡12、前掃描模塊透鏡13和后掃描模塊透鏡14后進(jìn)入顯微物鏡15，并在焦平面處形成理想的聚焦光斑，記聚焦光斑中心在焦平面的位置為of。

(2)加載實(shí)驗(yàn)樣品16，數(shù)字微鏡器件4無加載圖像時(shí)，激光器1發(fā)出的光束依次經(jīng)過光纖2和準(zhǔn)直透鏡3后，照射到數(shù)字微鏡器件4上，光束被反射經(jīng)過前縮束模塊透鏡6和后縮束模塊透鏡7，照射到二向色鏡8的側(cè)面被反射，反射光束經(jīng)過前掃描振鏡9、前光束準(zhǔn)直透鏡10、后光束準(zhǔn)直透鏡11、后掃描振鏡12、前掃描模塊透鏡13和后掃描模塊透鏡14后進(jìn)入顯微物鏡15，并在實(shí)驗(yàn)樣品16內(nèi)焦平面處形成畸變的散射聚焦光斑，并激發(fā)出熒光。

(3)熒光從實(shí)驗(yàn)樣品16內(nèi)發(fā)射進(jìn)入顯微物鏡15，然后依次經(jīng)過后掃描模塊透鏡14、前掃描模塊透鏡13、后掃描振鏡12、后光束準(zhǔn)直透鏡11、前光束準(zhǔn)直透鏡10、前掃描振鏡9、二向色鏡8、光學(xué)濾波器17、聚焦透鏡18和光纖19、聚焦透鏡20后進(jìn)入光電倍增管21進(jìn)行光強(qiáng)探測，通過掃描得到無數(shù)字微鏡器件篩選時(shí)的散射聚焦光斑圖像，如圖2所示。記此時(shí)of對應(yīng)位置的光強(qiáng)值。在本具體實(shí)施案例中由于光強(qiáng)最強(qiáng)點(diǎn)偏移，of對應(yīng)位置的光強(qiáng)值為43.77。

(4)在本具體實(shí)施案例中將數(shù)字微鏡器件的微鏡像素元以32×32方式均勻分為1024個(gè)區(qū)域，從而將準(zhǔn)直擴(kuò)束后的入射光束分為對應(yīng)的1024個(gè)光束單元。將1024個(gè)分區(qū)等分為無共同分區(qū)的兩大部分，根據(jù)奈奎斯特采樣定律選擇合適的調(diào)制頻率，使得每個(gè)部分中的每個(gè)分區(qū)都有不同的強(qiáng)度調(diào)制頻率。保持第二部分的分區(qū)不變，第一部分內(nèi)的各分區(qū)內(nèi)的微鏡同時(shí)以對應(yīng)的不同頻率進(jìn)行振動(dòng)，使得光束以對應(yīng)的頻率在后續(xù)光路與旁側(cè)光路的光擋之間來回偏轉(zhuǎn)，從而對不同分區(qū)的光束進(jìn)行不同頻率的強(qiáng)度調(diào)制。由光電倍增管實(shí)時(shí)記錄在of處的熒光光強(qiáng)值。在本具體實(shí)施案例中，1024個(gè)分區(qū)等分的情況如圖3與圖4所示，所采用的最大調(diào)制頻率為204.8hz、頻率間隔為0.2hz；光電倍增管探測到的強(qiáng)度調(diào)制后的部分熒光光強(qiáng)值如圖5所示。

(5)將步驟(4)所得光強(qiáng)值做傅里葉變換，傅里葉變換后繪制的頻率-幅值圖如圖6所示，并在各分區(qū)對應(yīng)的頻率上求得對應(yīng)的補(bǔ)償相位。保留相位值小于等于π的分區(qū)并去除相位值大于π的分區(qū)，得到篩選分區(qū)圖像。從熒光光強(qiáng)值中計(jì)算得到的部分分區(qū)補(bǔ)償相位值如圖7所示；第一部分分區(qū)所需進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)分布圖如圖8所示；第二部分分區(qū)所需進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)分布圖如圖9所示。

(6)將篩選分區(qū)圖像加載到到數(shù)字微鏡器件4上，入射光束經(jīng)光纖2和準(zhǔn)直透鏡3后，照射到數(shù)字微鏡器件4上，被去除的分區(qū)對應(yīng)的光束被反射至旁側(cè)光路的光擋5上，從而不參與聚焦，被保留的分區(qū)對應(yīng)的光束被反射經(jīng)過前縮束模塊透鏡6和后縮束模塊透鏡7，照射到二向色鏡8的側(cè)面被反射，反射光束經(jīng)過前掃描振鏡9、前光束準(zhǔn)直透鏡10、后光束準(zhǔn)直透鏡11、后掃描振鏡12、前掃描模塊透鏡13和后掃描模塊透鏡14后進(jìn)入顯微物鏡15，并在實(shí)驗(yàn)樣品16內(nèi)焦平面處形成最終的光束聚焦增強(qiáng)光斑，并激發(fā)更強(qiáng)的熒光。在本具體實(shí)施案例中數(shù)字微鏡器件篩選后需要補(bǔ)償?shù)姆謪^(qū)分布圖如圖10所示。

(7)經(jīng)過光束聚焦增強(qiáng)后激發(fā)的熒光從實(shí)驗(yàn)樣品16內(nèi)發(fā)射進(jìn)入顯微物鏡15，然后依次經(jīng)過后掃描模塊透鏡14、前掃描模塊透鏡13、后掃描振鏡12、后光束準(zhǔn)直透鏡11、前光束準(zhǔn)直透鏡10、前掃描振鏡9、二向色鏡8、光學(xué)濾波器17、聚焦透鏡18、光纖19和聚焦透鏡20后進(jìn)入光電倍增管21進(jìn)行光強(qiáng)探測，通過掃描得到數(shù)字微鏡器件4加載篩選分區(qū)進(jìn)行光束聚焦增強(qiáng)后的聚焦光斑圖像，如圖11所示，在本具體實(shí)施案例中該圖像of位置對應(yīng)的光強(qiáng)值為286.1。

傳統(tǒng)的相干光自適應(yīng)技術(shù)采用空間光調(diào)制器進(jìn)行相位的探測。假設(shè)將空間光調(diào)制器分成32×32個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)各自以一定的相位間隔同時(shí)改變對應(yīng)光束的相位，經(jīng)過光強(qiáng)探測后計(jì)算得到需要進(jìn)行校正的相位值。假設(shè)空間光調(diào)制器工作時(shí)的圖像加載速率上限為60hz，加載相位間隔所消耗的時(shí)間受空間光調(diào)制器的速率限制，采樣點(diǎn)數(shù)為2048，因此完成一次光學(xué)聚焦相位探測所需要的時(shí)間為：

而本發(fā)明所使用的數(shù)字微鏡器件的圖像刷新率上限為22727hz，同樣將其分為32×32個(gè)分區(qū)，分區(qū)之間的調(diào)制頻率間隔為22727/1024hz≈22.19hz，取22hz則其完成一次光束聚焦增強(qiáng)分區(qū)的篩選時(shí)間為：

由于采用空間光調(diào)制器進(jìn)行相干光學(xué)自適應(yīng)技術(shù)的處理時(shí)間受限于空間光調(diào)制器的圖像刷新率。而本發(fā)明利用數(shù)字微鏡器件快速的圖像刷新率，極大地減少了光束聚焦增強(qiáng)所需要的處理時(shí)間，顯著提升了光束聚焦增強(qiáng)的處理速度。

由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明基于數(shù)字微鏡器件的快速精準(zhǔn)光學(xué)聚焦增強(qiáng)方法與系統(tǒng)簡單、便捷，能夠在簡單、快速的相干光自適應(yīng)補(bǔ)償相位探測之后，將對光束聚焦中心干涉相消的光束分區(qū)進(jìn)行剔除，保留對中心光強(qiáng)有貢獻(xiàn)的干涉相長的光束分區(qū)，從而將目標(biāo)光束聚焦點(diǎn)的光強(qiáng)提升約553.6％。相比于利用空間光調(diào)制器進(jìn)行逐次相位校正以及基于相干光自適應(yīng)技術(shù)的空間光調(diào)制器相位補(bǔ)償，本發(fā)明能夠在提升聚焦光斑中心光強(qiáng)的同時(shí)縮短校正時(shí)間，為光遺傳學(xué)光刺激與實(shí)時(shí)成像提供了更低成本更便捷的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，提升了實(shí)驗(yàn)效率。