[发明专利]全息显微成像装置

说明书

一种全息显微成像的实现装置，该装置包括倒置显微镜和全息成像装置，其中：倒置显微镜具有一个光路入口和一个光路出口，待观测物体经由线性偏振激光明场照明，携带待观测物体信息的光线经过光路入口进入倒置显微镜，在倒置显微镜得到物体放大后的全息图像，倒置显微镜的光路出口与全息成像装置的光路入口相连接；全息成像装置具有一个光路入口和一个光路出口，用于对光场的横模和偏振耦合并进行复合测量。本发明提出的定量相位成像实现装置使用非标记标本的成像方法，不会产生由于荧光成像引起的光吸收使分子结构的光漂白，克服了激发光对生物细胞的毒性问题，使本发明可用于观察活体细胞的演化。

技术领域

本发明涉及显微成像技术、干涉成像、相位成像技术领域，尤其涉及一种全息显微成像装置。

背景技术

光场通过非均匀介质会与介质发生相互作用，调制光的波前和振幅，这个过程被称为光的散射。一般只考虑弹性散射，即经过散射之后光的波长不变。由于散射光的振幅和相位中携带有散射物体的内部结构信息，因此可以通过测量散射场来恢复出物体的结构，这个过程称为逆散射问题的解。这是对透明的生物组织或者细胞层析成像的基础。由于细胞内组织有许多高度动态的结构，很难用标记的方法进行研究，所以长期以来对未标记的三维活体样本的层析成像的需求催生了新的相位成像技术。

对薄透明的多重散射样品的成像一直是光学成像的难点，其困难在于，多重散射会产生一个非相干的背景，最终导致图像的对比度降低，即使对普通的定量相位成像也是如此。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的是提供一种全息显微成像装置实现对相位型物体进行全息显微成像。

(二)技术方案

一种全息显微成像的实现装置，该装置包括：倒置显微镜和全息成像装置，其中：

倒置显微镜具有一个光路入口和一个光路出口，线性偏振激光明场发出的光线进入光路入口，倒置显微镜的光路出口与全息成像装置的光路入口相连接，倒置显微镜用于得到物体放大后的全息图像；

全息成像装置具有一个光路入口和一个光路出口，用于对光场的横模和偏振耦合并进行复合测量。

上述方案中，倒置显微镜包括：线性偏振片、第一扩束透镜、第二扩束透镜和反射镜，沿光路方向，器件顺序为线性偏振片、第一扩束透镜、第二扩束透镜和反射镜。

上述方案中，全息成像装置包括：偏振演化模块和偏振测量模块，其中：

偏振演化模块，具有一个光路入口和一个光路出口，用于将包含待测物体信息的光场和偏振进行耦合；

偏振测量模块，具有一个光路入口，偏振测量模块的光路入口与偏振演化模块的光路出口相连接，用于测量包含待测物体信息的光场。

上述方案中，偏振演化模块包括第一傅里叶透镜、第二傅里叶透镜、空间光调制器，第一傅里叶透镜、第二傅里叶透镜组成一个线性光学信息处理系统，空间光调制器位于第一傅里叶透镜、第二傅里叶透镜的共焦面上，根据光路方向，器件顺序依次为第一傅里叶透镜、空间光调制器和第二傅里叶透镜。

上述方案中，所述第一傅里叶透镜用于将光束从x，y空间分布变换到动量空间；

所述空间光调制器用于将动量空间中p＝0分量的光偏振旋转任意角度；

所述第二傅里叶透镜用于将光束从动量空间变换到x，y空间。

上述方案中，偏振测量模块包括一个半波片、四分之一波片、偏振分束器和感光器件，根据光路方向，器件顺序四分之一波片、半波片、偏振分束器。

上述方案中，半波片和所述四分之一波片用于得到光束在六组测量基对角、反对角、左旋、右旋、水平、竖直下的强度图像；