[实用新型]一种多波长相移显微成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，尤其涉及的是一种多波长相移显微成像系统。

背景技术

传统的光学显微镜，只能对微小物体进行二维成像，不能测量生物细胞等微结构的三维形貌；而共焦显微镜虽然分辨率高，但由于要对生物样品做标定，会对其产生影响，不利于无损观测的需要。

全息相位显微测量作为一种显微成像技术，具有无损、同时获取物体强度和相位分布的特点，而活体生物细胞一般为透明结构，因此其相位图像方能提供更多独特的信息。不同于已有的显微成像方法，全息相位测量技术不需要对活体生物样品进行标记、固定等处理就可获得观察对象定量的振幅和相位分布，从而实现对透明生物样品的成像并进行定量分析。此技术还可以实现对生物样品形态的动态监测，继而可能用于获取细胞动态特性、细胞间的相互作用以及细胞对药物的反应等信息，可以为早期医学诊断和药物设计等提供一定的分析评价依据。也可以用于定量测量微光机电系统的表面结构(如：区域轮廓、缺陷孔、突起、裂缝、面形误差等)，为生产加工提供高精度、无损快捷的测量手段，具有广阔的应用前景。

然而这种全息相位测量技术仍然有其局限性，由于该技术光源使用的是单一波长的相干光源，单波长干涉全息图再现的复振幅光场中的解调相位信息是通过计算反正切函数得到的，即所得到的相位都折叠在(-π，π]之间，使得测量范围限制在光源波长的范围内，当光经过物体后产生的光程差大于所用的记录光波波长时，其真实的相位将超出此范围，引起包裹相位的混叠；当物体存在较大形变或者表面形貌复杂时，现有的一些解包裹方法不能很好的求解出包裹相位，将不能得到物体真实的相位信息。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多波长相移显微成像系统，旨在解决现有的全息显微镜结构复杂，采用单波长光源导致包裹相位的混叠，不能得到物体真实的相位信息的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种多波长相移显微成像系统，其包括米劳干涉装置、白光光源、准直透镜、分光平板、成像透镜、图像接收装置、图像处理终端、压电陶瓷、压电陶瓷控制器和样品台，所述米劳干涉装置包括至上而下依次设置的第一显微物镜、第二显微镜、反射镜和平面分光镜，所述准直透镜将白色光源的光扩束，送入分光平板中，所述分光平板一侧设置有米劳干涉装置，另一侧设置有成像透镜，所述成像透镜的后端设置图像接收装置，所述图像接收装置连接图像处理终端，所述图像处理终端连接压电陶瓷控制器，所述压电陶瓷控制器连接压电陶瓷，所述压电陶瓷设置在米劳干涉装置上，所述图像处理终端通过压电陶瓷控制器控制设置在米劳干涉装置上的压电陶瓷发生位移运动，实现获取多波长的干涉条纹信息，所述样品台设置在米劳干涉装置下方。

所述的系统，其中，所述图像接收装置为彩色图像传感器。

所述的系统，其中，所述白光光源可替换为多个单色光源组成，所述多个单色光源的光束通过分光棱镜后耦合成多波长光源。

所述的系统，其中，所述白光光源为白光LED光源。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过多波长干涉测量可以克服单一波长干涉测量中的相位混叠问题，其实质是通过两个单波长下的包裹相位图合成新的相位图，而新相位图相当于一个更大的等效波长所得到的，因此当光经过物体产生跳变的最大光程差小于这个等效合成波长时，将不会出现混叠的包裹相位。

附图说明

图1是本实用新型中多波长相移显微成像系统示意图。

图2是本实用新型提供的成像系统另一种实施方式示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。

现有的基于同轴干涉的多波长测量方法结构简单，通常需要对多个波长下的干涉全息图进行分别记录，也就是必须采集多次单波长的干涉条纹图，但是这种方法需要多次采图，每次采图的条件不一样的话必然会对测量的结果带来误差，因此不太实用，市面上没有基于此结构的显微镜产品；基于离轴干涉的测量方法通常要对全息图进行频域分解运算，然后再分别提取、计算出单波长下的包裹相位信息，来得到等效合成波长的相位信息，此离轴干涉系统可以同时采集多波长干涉全息图，但是系统结构、算法较为复杂，典型的产品如瑞士Lyncee Tec公司的R2100和R2200系列。

本实用新型结合上述两种系统结构的特点，提供了一种基于同轴干涉的多波长相移显微成像方法及系统，对于降低测量系统的复杂性、提高测量精度效果明显。