[发明专利]一种两步相移干涉相位显微一次成像系统及方法

权利要求书

1.一种两步相移干涉相位显微一次成像系统，采用马赫-曾德尔干涉光路，其特征在于包括用于分光的第一侧向位移分光镜(9)和第二侧向位移分光镜(11)、用于旋转的第二反射镜(10)、用于改变参考光位相的波片(12)以及置于干涉系统后用于放大的显微镜(14)；沿着激光器(1)的输出方向依次连接由第一透镜(2)、针孔空间滤波器(3)、第二透镜(4)组成的透镜扩束准直系统以及第一分光镜(5)，所述的第一分光镜(5)将激光分为物光与参考光，沿物光方向依次放置有第一反射镜 (6)、载物台(7)、样品(8)、第一侧向位移分光镜(9)；沿参考光方向依次放置有第二反射镜(10)、第二侧向位移分光镜(11)；经所述第二侧向位移分光镜(11)得到的偏离原参考光束通道的参考光经过波片(12)；经所述第一位移分光镜(9)得到的两物光与经所述第二侧向位移分光镜(11)和波片(12)得到的两参考光通过第二分光镜 (13)，并经置于其后的的显微镜(14)放大，在CCD(15)上形成两相移干涉图，并存储在计算机(16)上。

2.一种如权利要求1所述的两步相移干涉相位显微一次成像系统，其特征在于所述第一侧向位移分光镜(9)与第二侧向位移分光镜(11)结构相同，内两胶层分别镀半透半反膜和全反射膜，且与底面交角45°，保证一光束被分成两严格平行的光束，并沿原来光束的方向进行传输；两侧向位移分光镜其内两胶层面的距离相等，保证两干涉图样仅发生由波片(12)产生的相移。

3.一种利用如权利要求1所述的两步相移干涉相位显微一次成像系统进行成像的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，激光束经第一分光镜(5)分成透射光束和反射光束两束光；所述的透射光束透过样品(8)作为样品光，并通过第一侧向位移分光镜(9)分成与原样品光束传输方向相同的两平行光束O_Ⅰ与O_Ⅱ；

第二步，所述的反射光束经过第二反射镜(10)与第二侧向位移分光镜(11)将参考光分为与原参考光束传输方向相同的两独立平行光束R_Ⅰ与R_Ⅱ，这两光束的间距与样品光束O_Ⅰ与O_Ⅱ的间距相同；

第三步，在R_Ⅱ的参考臂上增加一波片，改变参考光的相位；

第四步，样品光束O_Ⅰ、O_Ⅱ与参考光束R_Ⅰ、R_Ⅱ对应相遇形成双通道干涉系统，仅需单次曝光，可在CCD 上采集到仅有波片(12)引起的两幅相移干涉图样；然后由相应的相位恢复运算可实现定量相位成像。