[发明专利]一种光纤-空间光合成孔径的数字全息三维显微观测装置

摘要

本发明公开了一种光纤-空间光合成孔径的数字全息三维显微观测装置，该装置包括有光源、分光耦合单元、空间滤波器、平凸透镜、反射镜、消偏振分光棱镜、CMOS相机和光照明单元；光源用于产生中心波长为532nm的激光；激光经A半波片和偏振分光棱镜后，通过光纤耦合器形成中心波长为532nm的光纤光输出至光照明单元；在球面光的照射下，待观测物体反射或透射的具有物体形貌信息的物光入射至消偏振分光棱镜；消偏振分光棱镜对入射的平行参考光、具有物体形貌信息的物光进行合光处理得到合并光束，该合并光束形成的干涉全息图被CMOS相机的光敏面捕获。

主权项

1、一种光纤-空间光合成孔径的数字全息三维显微观测装置，其特征在于：该装置包括有光源(1)、分光耦合单元(2)、空间滤波器(3A)、平凸透镜(3B)、反射镜(4)、清偏振分光棱镜(5)、CMOS相机(6)和光照明单元(13)；光源(1)用于产生中心波长为532nm的激光(1a)；分光耦合单元(2)包括有A半波片(201)、偏振分光棱镜(202)、B半波片(203)、连续可调衰减器(204)、四维调节支架(205)和光纤耦合器(206)；四维调节支架(205)上的通孔(251)的一端设有法兰盘(252)，法兰盘(252)上连接有光纤耦合器(206)，光纤耦合器(206上)设有FC/APC端口(261)；分光耦合单元(2)一方面用于接收从光源(1)出射的中心波长为532nm的激光(1a)，分光耦合单元(2)另一方面将接收到的激光(1a)分为传播方向垂直、偏振方向相同的空间光(21)和光纤光(22)；偏振分光棱镜(202)置于A半波片(201)和四维调节支架(205)之间，B半波片(203)置于偏振分光棱镜(202)和连续可调衰减器(204)之间；A半波片(201)用于将光源发射的激光(1a)进行偏振方向的调整，而B半波片(203)用于将经偏振分光棱镜(202)反射的激光进行偏振方向的调整，采用A半波片(201)、B半波片(203)对入射后的激光进行偏振方向的调整，保证了空间光(21)、光纤光(22)的偏振方向相同，同时通过调节连续可调衰减器(204)调节空间光(21)和光纤光(22)的光强比，进而控制反射镜(4)反射的平行参考光(4a)和由待观测物体(14)反射或透射形成的具有物体形貌信息的物光(14a)的光强比；激光(1a)经A半波片(201)和偏振分光棱镜(202)后，通过光纤耦合器(206)形成中心波长为532nm的光纤光(22)输出至光照明单元(13)；光照明单元(13)包括有保偏光纤(131)、光纤调整架(132)、支撑杆(133)和磁力座(134)；保偏光纤(131)的两端分别为FC/APC端口(261)、FC/PC端口(135)，FC/APC端口(261)安装在分光耦合单元(2)的光纤耦合器(206)上，FC/PC端口(135)安装在光照明单元(13)的光纤调整架(132)上；光纤调整架(132)的底部设有螺纹孔；支撑杆(133)的一端安装在磁力座(134)上，且通过C调节螺钉(131C)实现支撑杆(133)的升降或顶紧，支撑杆(133)的另一端安装在光纤调整架(132)的底部的螺纹孔内；光纤调整架(132)上设有的A调节螺钉(131A)和B调节螺钉(131B)用于实现球面光(13a)照射角度的俯仰调节；光照明单元(13)与光纤耦合器(206)之间连接有保偏光纤(131)；该装置的光路连接为：光源(1)出射的中心波长为532nm的激光(1a)经分光耦合单元(2)进行分光处理后分别输出空间光(21)和中心波长为532nm的光纤光(22)；空间光(21)顺次经空间滤波器(3A)、平凸透镜(3B)后，经反射镜(4)反射输出平行参考光(4a)入射至消偏振分光棱镜(5)；光纤光(22)经光照明单元(13)后形成的球面光(13a)照射到待观测物体(14)上；在球面光(13a)的照射下，待观测物体(14)反射或透射的具有物体形貌信息的物光(14a)入射至消偏振分光棱镜(5)；消偏振分光棱镜(5)对入射的平行参考光(4a)、具有物体形貌信息的物光(14a)进行合光处理得到合并光束(5a)，该合并光束(5a)形成的干涉全息图被CMOS相机(6)的光敏面捕获；所述的光照明单元(13)对待观测物体(14)采用非接触方式的工作模式。