[实用新型]一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜

说明书

本实用新型公开了一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，包括结构光准直光源，结构光准直光源一侧依次设有被测样品与物镜，物镜远离结构光准直光源的另一端依次设有筒镜与波前传感器。本实用新型的有益效果：利用准直结构光照明提高了现有基于波前传感的三维显微镜的空间分辨率，结构简单，操作方便，容易集成到现有的显微镜系统，可以实现透射式与反射式测量，适用于不同的被测样品与测量场景。

技术领域

本实用新型涉及显微镜技术领域，具体为一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜。

背景技术

基于波前传感的三维显微镜能通过光的波前重构出被测样品的三维特征，其结构简单、对震动噪声不敏感，对光源相干性要求不高，因此可广泛应用于生物观测、医疗仪器、光学面型检测、工业检测等领域。

波前传感器的主要部件包括微透镜阵列或微光栅阵列和光电探测器。入射光经过微透镜汇聚或者微光栅衍射，在光电传感器上成光斑点阵。每个光斑的位置反应出局部入射光波的波前角度，当入射波与理想波波前不同时，光斑点阵位置会发生变化，因此，通过与参考波前比较光斑位置的变化，可计算出入射波波前的斜率，进而重构出被测样品的三维信息。微透镜或微光栅阵列中透镜或光栅的数量直接决定了波前测量中波前采样数量，影响三维测量的空间分辨率。但是，受限于微透镜和微光栅的制造技术，目前波前采样的分辨率远低于光电传感器的空间分辨率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，包括结构光准直光源，所述结构光准直光源一侧依次设有被测样品与物镜，所述物镜远离所述结构光准直光源的另一端依次设有筒镜与波前传感器。

优选的，所述物镜用于放大所述被测样品，所述筒镜配合所述物镜用于改善所述物镜像差，所述波前传感器用于数据采集与分析。

优选的，所述波前传感器内分别设有光栅阵列和感光元件。

优选的，所述结构光准直光源用于产生不同模式的结构准直光。

优选的，所述结构光准直光源用于控单位或复合可控单位尺寸经光路调节后小于所述波前传感器中所述光栅阵列单元尺寸。

优选的，不同模式的所述结构光准直光源入射到所述波前传感器后，用于产生不同的质心分布。

优选的，所述结构光准直光源为数字微镜阵列或空间光调制器。

优选的，所述波前传感器为哈特曼、夏克-哈特曼或光栅波前传感器。

优选的，所述结构光准直光源用于进行样品内部测量和表面测量，将所述被测样品置于所述结构光准直光源和所述物镜之间，构成透射式三维显微镜，在不同模式结构光照明下，通过计算所述波前传感器中质心变化，可得所述被测样品内部测量信息，配合聚光镜和分光镜，可构成反射式三维显微镜，用于样品表面测量。

有益效果

本实用新型所提供的基于结构光照明的波前传感三维显微镜，利用准直结构光照明提高了现有基于波前传感的三维显微镜的空间分辨率，结构简单，操作方便，容易集成到现有的显微镜系统，可以实现透射式与反射式测量，适用于不同的被测样品与测量场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中透射式三维显微镜装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中反射式三维显微镜装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例1和实施例2中入射到所述波前传感器的结构光示意图，以光栅式波前传感器为例；

图4为本实用新型实施例1和实施例2中入射到所述波前传感器的结构光示意图，以透镜阵列式波前传感器为例。