如何用OpticStudio设计共焦荧光显微镜

紫色的光束代表激光光源，粗红线光束代表探测器接收的荧光，为了展示第二个针孔的作用，图中还另外绘制了细红线光束。第一个针孔放在聚焦透镜和准直透镜之间，第二个针孔放在镜头透镜之后、探测器之前。两个针孔位置共轭，整个光学系统就成为了共焦显微镜系统。

注意：虽然本设计并非扫描共焦显微镜，但示例文件中包含的一组用于设计扫描共焦显微镜的激光准直元件，可以作为将本系统改为扫描共焦显微镜系统的参考范本。

设计激光聚焦准直系统

我们需先在序列模式中设计激光聚焦准直系统，示例系统的激光参数如下：

首先创建聚焦系统元件的表面，材料可以选择任意一种玻璃。仅把表面曲率作为变量，将玻璃材料求解类型设置为替换。应用默认评价函数设置，选择以最小RMS点列图半径进行优化，如下图所示：

在优化开始前，先对曲率半径进行一些初步设置。如果你希望改变系统中的玻璃材质，请运行锤型优化。得到满意的两片透镜后，取消所有变量，并在系统末尾创建一个表面，以便之后放置针孔。

针孔后70mm处放置准直透镜的第一个表面，并添加准直透镜的其它表面。本例中，准直透镜厚度为6mm。随后在系统选项 (System Explorer) 中系统孔径 (Aperture) 标签下，选择无焦像空间 (Afocal Image Space)。平行光半径需要压缩至小于显微物镜的入瞳，调整准直透镜的厚度和曲率以满足这个要求。

在评价函数优化向导中，创建一个新的评价函数，这次选择以最小RMS波前差进行优化。之后选择确定进行优化。则系统将会输出准直光束。在针孔后40mm处放置一个虚拟面代表分色镜。在分色镜后40mm添加K_007物镜。整个系统将会看起来如下图所示：