OpenSPIM｜模块化光片显微镜图解复现

用一束光切出三维

由马克斯·普朗克研究所等团队开发，发表于Nature Methods的开放光片显微镜平台。以垂直照明与检测光路实现荧光样品三维成像，剑桥等机构公开了搭建配置。本页整理L-OpenSPIM的官方图解、原版BOM与CAD，区分可选配置及历史文档冲突；尚未实物验证。

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Nature Methods 2013

参数信息

原版光轴高度

50 mm

复现文档

预装镜片、样品池与旋转机构

先按清单将三片BB1-E02反射镜装入POLARIS镜架；将两片25mm和两片50mm消色差透镜装入SM05镜座。柱面透镜箭头沿光路方向，使用SM1扳手固定压环。两只20×3mm O形圈密封样品池，两只物镜固定环各用三颗M3×8螺丝。样品臂装入NSK6001Z轴承、两个带轮和传动圈。样品池固定螺丝在BOM与装配文档中存在M6×12/M6×8冲突，须按实际加工厚度确认，不能强行装入。

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*图文来源：OpenSPIM contributors；官网默认CC BY-SA 3.0，另有标注者从其标注。中文改写并注明版本差异。*

把光学组件装到轨道滑块

公制导轨的光轴目标高度为50mm。反射镜垫高5.5mm，球面透镜垫高14.95mm，狭缝垫高13.17mm；按图纸加工，不把近似尺寸当精密成品尺寸。镜架紧固螺丝在BOM中写M4×20，装配说明写M4×25，需检查实际露出螺纹和夹持长度。原文RC1数量也不足以同时覆盖文字中的全部滑块位置，先做孔位清点。

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布置基板、照明轴与样品池

以300×450mm公制面包板、25mm孔距建立A1—R12坐标。原型散热块孔位D8/D10/H8/H10、轨道参照B列、11行、Q列与3行布置，光轴离板50mm。散热块必须用导热材料，不能用塑料替代；实际激光器底板孔距必须与加工图匹配。配图来自不同原型，现售激光器与历史CUBE接口可能不同。以下每对图为结构渲染与实物对照。
















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校准照明光轴

本章由具备激光实验经验的人员执行。按实际波长、功率和激光等级配置封闭光路、光束终止器、联锁与适配护目镜，并按厂家手册调试。去除反光饰物，在受控低功率对准条件下使用两只对准孔板检查整段光轴；先无折射元件粗调，装透镜后再精调。不可直接观察激光束或镜面反射，也不能用视频代替现场风险评估。

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安装扩束、柱面透镜与中继光学

第一组25mm＋50mm透镜以约75mm间距起步，按实际准直状态微调；原文关于倍率的叙述与光束直径描述存在表述不一致，应以焦距顺序和实测准直为准。柱面透镜形成水平线，按图安装狭缝与后续50mm/25mm中继透镜，使照明物镜后焦面与光片光路匹配。不同物镜不能机械照搬原型距离；完成后重复对准并记录光片与焦平面关系。












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组装检测轴与相机

检测轴底座在J2/J4位置以两颗M6×25固定。将无穷远间隔筒接到Olympus U-TLU管镜，三颗相隔120°的M2.5紧定螺丝固定；接所选C-mount和相机，最后用两颗M5×50装上夹持顶盖。Olympus和Nikon管镜路线是互斥方案；0.5×与1×相机接口也是二选一，不全部同时采购。确认滤光片阻断激发光并与荧光通道匹配。








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固定四轴样品位移台

让Z轴平行检测轴，电机先置于收回位置，使样品旋转中心位于样品池上方并留足两只物镜的工作距离。用两只高度可调压板固定电机底板，原文用两颗M6×20调高、两颗M6×25固定。运动范围必须在断激光状态下先逐轴检查，避免样品臂或毛细管碰撞水浸物镜。


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连接设备并完成首轮验收

相机按所选型号连接高速数据线与独立电源；四轴系统使用四条USB A—Mini B线和至少5口USB集线器。激光控制接口严格按实际型号手册，历史CUBE的D15/D9接线不能套用到新型号。安装官网匹配设备适配器的Micro-Manager/OpenSPIM，先逐一识别设备、检查单轴移动，再以标定样品完成对焦、Z堆栈和旋转采集，记录版本、像素标定、曝光与步距。此为待执行验收，本页尚未实物测试。

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