[发明专利]单次直接定量相位成像的实现装置

说明书

一种定量相位成像的实现装置，该装置包括偏振演化模块、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。本发明提出的定量相位成像的实现装置使用非标记标本的成像方法，克服了激发光对生物细胞的毒性问题，可用于观察活体细胞的演化，同时本装置可使用低相干光源，可以有效抑制激光散斑。

技术领域

本发明涉及成像技术、干涉成像、相位成像技术领域，尤其涉及一种单次直接定量相位成像的实现装置。

背景技术

定量相位成像(Quantitative Phase Imaging)是一种可以恢复出由透明物体或者弱散射物体散射出的光波前复振幅的方法，目前是干涉成像、光学成像中快速发展的方向。

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。

定量相位成像是用来解决相位测量问题的方法，利用全息方法中测量散射场和参考场的干涉来记录相位信息，改变参考场的相位来最终定量的得到相位信息。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的在于提出一种单次直接定量相位成像的实现装置实现对相位型物体进行定量的相位成像。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种定量相位成像的实现装置，该装置包括偏振演化模块、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7、第二傅里叶透镜9和空间光调制器8。第一傅里叶透镜7、第二傅里叶透镜9组成一个线性光学信息处理系统，空间光调制器8位于第一傅里叶透镜7和第二傅里叶透镜9的共焦面上，沿光路方向，器件顺序为第一傅里叶透镜7、空间光调制器8和第二傅里叶透镜9。

其中，第一傅里叶透镜7用于将光束从x，y空间分布变换到动量空间；

空间光调制器8用于将动量空间中p＝0分量的光偏振旋转任意角度；

第二傅里叶透镜9用于将光束从动量空间变换到x，y空间。

上述方案中，偏振测量模块包括半波片11、四分之一波片10、偏振分束器12和感光器件13，沿光路方向，器件顺序为四分之一波片10、半波片11、偏振分束器12和感光器件13。

其中，半波片11和四分之一波片10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；

偏振分束器12用于改变光束的相位实现零动量分量的偏振旋转；

感光器件13用于获取图像。

其中，感光器件13为CMOS相机。

上述方案中，定量相位成像的实现装置还包括照明光的制备模块，该照明光的制备模块具有一个光路出口，该光路出口与偏振演化模块的光路入口相连接，用于照明待测物体。