[发明专利]基于空间光调制器的结构探测共焦显微成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于空间光调制器的结构探测共焦显微成像方法，在激光共聚焦显微成像系统的探测光路上实现结构探测，其特征在于：

激光器(1)发出的光束经第一透镜(2)会聚，会聚光束透射过分光镜(3)聚焦至待测样品(4)上一点，待测样品在该点的反射光从原光路返回，经分光镜(3)反射至探测光路，该点样品反射光聚焦至空间光调制器的调制面，即样品单点成像在空间光调制器的调制面上，经振幅调制后的样品反射光经第二透镜(6)会聚至光电探测器(7)，被接收并转换为电信号输出，即可得到样品在该点的灰度值；其中，空间光调制器调制面上产生符合结构探测函数所描述的图像，实现反射光斑的光强分布与结构探测函数相乘后再求和。

2.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的结构探测共焦显微成像方法，其步骤如下：

Ⅰ、从He-Ne激光器(8)发出的线偏振光束经过准直扩束器(9)，出射为平行光束；所述平行光束经过起偏器(10)后变成线偏振光，经偏振分光镜(11)后透射，经1/4波片(12)后变成圆偏振光被扫描振镜系统(13)反射，经扫描透镜(14)，管镜(15)和物镜(16)后聚焦于被测样品(17)表面，所述聚焦光斑借助于扫描振镜系统(13)对被测样品(17)进行二维扫描，借助于载物台(18)沿光轴轴向移动进行轴向扫描，从而实现被测样品的三维测量，从被测样品(17)反射的光信号经原光路返回，再次经过1/4波片(12)后变成线偏振光，此时光束的偏振方向与经过起偏器(10)后的光的偏振方向垂直，被偏振分光棱镜(11)反射；

Ⅱ、反射光被第一收集透镜(19)经10x镜头(20)，10x镜头(20)将反射光进一步放大，光束入射到空间光调制器(21)表面，经振幅调制后的光束被第二收集透镜(22)聚焦至光电探测器(25)，调制光的光强被光电探测器(26)所探测，可以获得与样品采样点一一对应的探测光强I(xs，ys)，转换为电信号U(xs，ys)输出，转换成灰度值即得到被测图像，其中，空间光调制器(25)调制面上产生符合结构探测函数所描述的图像，实现待探测光斑的光强分布与结构探测函数相乘后再求和。

3.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的结构探测共焦显微成像方法，其特征在于：采用空间光调制器模拟针孔范围内的结构探测函数分布，对探测光信号进行空间频域调制，探测函数采取如下形式：

其中，f₀取系统的截止频率f_c，初始相位取(0,0)。

4.一种权利要求1所述的基于空间光调制器的结构探测共焦显微成像方法使用的装置，其特征在于：在He-Ne激光器(8)的出射光路上依次配置扩束器(9)、起偏器(10)，偏振分光镜(11)、1/4波片(12)、扫描振镜系统(13)、在扫描振镜系统(13)的反射光路上依次配置远心扫描透镜(14)、管镜(15)、物镜(16)、被测样品(17)、载物台(18)、在偏振分光镜(11)反射光路上依次配置第一收集透镜(19)、10x镜头(20)、空间光调制器(21)、第二收集透镜(22)、光电探测器(23)。