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以共聚焦、双光子显微为代表的点扫描显微成像技术具有三维层析成像能力,因而在生物医学和材料科学研究中得到了广泛的应用.点扫描技术通过扫描高度汇聚的激光焦点来获取物镜焦面处的二维图像,并通过轴向逐层移动扫描,获得样品的三维层析图像.但机械式的扫描速度有限,不利于快速三维成像.Tony Wilson等人提出了一种消球差宽场显微成像技术,可以在保持样品静止的情况下实现高速三维成像.该技术使用一对完全相同的显微物镜,第一个物镜产生的球差可以被第二个物镜补偿,因而可以在第二个物镜的焦区得到样品的三维实像,使用一个平面镜对这个三维实像进行高速推扫可以获得样品的三维图象.消球差显微成像系统通常使用高数值孔径(NA>1.2)的浸油物镜,可以获得亚微米量级的空间分辨率.但高NA物镜的缺点是工作距离非常短,通常只有二百微米,因此难以深入样品内部.相比之下,长工作距离显微物镜具有工作距离长(可达十几毫米)、视场大等优点,在保证一定NA的前提下,例如,当NA≈O.5时,显微物镜的空间分辨率大约为波长量级,可以满足大多数微米量级生物样品的成像要求.本文设计了一种使用长工作距离显微物镜的消球差显微成像方案,并对该方案进行了理论分析以及成像仿真.使用ZEMAX软件对物空间任意位置处的三维点扩散函数(PSF)进行了模拟,并通过泽尼克多项式进行了定量的像差分析.在100μm xl00μm x60μm范围内,系统的PSF基本保持不变,说明该系统对非焦面区域的像差进行了很好的矫正.