[发明专利]一种定位与表征球形微粒的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种定位与表征球形微粒的方法及其装置。该方法的步骤为：S1采集暗场图像；S2采集光源均匀照射下的明场图像；S3在传感器上方放置含有球形微粒的溶液样本，采集全息图序列，同时调整相机曝光时间；S4估计空视场下的传感器平面的图像，作为背景图像；S5对拍摄的全息图以及背景图像进行平场校正；S6得到归一化的光源照射样本形成的全息图像；S7将全息图像拟合至由散射函数和入射光场所描述的表达式，对拍摄的微粒实现高精度三维定位，并同时精确表征微粒的尺寸和折射率信息。本发明将无透镜显微装置拍摄的全息图与Lorenz‑Mie理论相结合，可以对与传感器芯片一致大小的视场下的球形微粒实现亚微米级精度的定位。

主权项

1.一种定位与表征球形微粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，关闭光源，采集暗场图像；S2，打开光源，采集光源均匀照射下的明场图像；S3，在传感器上方放置含有球形微粒的溶液样本，并保证样本到传感器的距离远小于样本到光源的距离；打开光源，按一定的时间间隔采集全息图序列，同时调整相机曝光时间，避免微粒无规则布朗运动造成的干涉图案模糊；S4，估计空视场下的传感器平面的图像，作为背景图像，即入射光照射无微粒存在的溶液并传播至传感器平面形成的图像；S5，对步骤S3的全息图以及步骤S4估计出的背景图像进行平场校正；S6，根据平场校正后的背景图像对平场校正后的全息图进行归一化，得到归一化的光源照射样本形成的全息图像；S7，将步骤S6得到的全息图像拟合至由散射函数和入射光场所描述的表达式，对拍摄的微粒实现高精度三维定位，并同时精确表征微粒的尺寸和折射率信息。