基于AT89C51的激光共聚焦扫描显微镜

作为一种具有较高横向分辨率和纵向分辨率的显微仪器，激光共聚焦扫描显微镜在各个领域有较大发展 文中介绍了激光共聚焦光学扫描的非线性问题，通过选取合适的振镜以及驱动控制系统消除非线性，最后完成扫描驱动系统的软件设计。

    通过光学特性在生物组织病变前后所体现出的特征变化米检测并判断生物组织发生病变种类以及病变程度是医学界一个研究热点。激光共聚焦扫描显微镜不仅具有较高的平面分辨率，而且具有较高的深度分辨率，使其能够对佯品进行光学断层扫捕成像。

1 共聚焦扫描显微镜原理及系统结构

    激光共焦扫描显微成像技术是采用共轭焦点技术，如图1所示。其工作原理为激光光源发出的激光通过准直系统入射到两向色镜上，经过扫描系统入射到扫捕透镜和透镜组上，进入光纤束聚焦于被测样品。样品反射和后向散射的光经过光纤进入到光电探测器。光电探测器转换光信号后经过信号处理部分进入计算机进行处理、成像，在整个成像过程中，只有来自样品焦平面上的光线能在探测器的光纤连接处正确聚焦，被探测器接收。而其他处于样品焦平面之外的光则不能进入探测器。

2 扫描系统

激光共聚焦扫描一个很重要的部分便是扫描控制技术，本系统采用的是光学扫描成像技术。

本激光高速扫描系统中采用单片机作为系统控制的核心，用以实现对扫描系统的控制。通过单片机控制振镜的偏转实现光学扫描，因此只有实现振镜良好控制才能实现激光高速扫描。

2．1 单片机控制系统

该激光扫描控制系统采用单片机AT89S51处理器为核心，如图2所示，整个系统包括快速振镜驱动及时钟部分、慢速振镜部分、电平转换部分、D／A转换、信号探测及处理部分、数据采集部分。－1

系统通过电平转换模块将快速振镜扫描时钟板输出的像素使能信号(RS232电平)转换成单片机能接收的TTL电平接入单片机的外部中断和外部计数端口，单片机对像素使能信号加以计数，通过外部中断服务程序将像素使能信号的计数值读出，并通过D／A转换部分将其转换成模拟信号，用来驱动慢速振镜的偏转。同时，电平转换模块将快速振镜扫描时钟板输出的像素时钟信号(RS422电平)也转换成TTL电平接入A／D数据采集卡的触发端，触发采集卡进行信号的采集。PC机则通过串口控制单片机对扫描分辨率和幅度进行调节。