[发明专利]基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统与方法

权利要求书

1.一种基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统，其特征在于：包括可调控的光栅结构单元、第一透镜、空间滤波器、涡旋半波片、双色镜、显微物镜、筒镜和数字相机；

可调控的光栅结构单元包括偏振分束器、半波片和空间光调制器,所述空间光调制器为反射式铁电液晶空间光调制器；

半波片和空间光调制器依次设置在偏振分束器的第一出射光路上；

第一透镜、空间滤波器、涡旋半波片、双色镜和显微物镜依次设置在偏振分束器的与第一出射光路垂直的第二出射光路上；

所述涡旋半波片0°快轴方向为水平方向；

筒镜、数字相机依次设置在双色镜的垂直于所述第二出射光路的光路上；

激光器发出的水平线偏振光，首先入射一个偏振分束器，经过一个偏振分束器和半波片，垂直入射到反射式铁电液晶空间光调制器上，在反射式铁电液晶空间光调制器上加载光栅结构图像，使入射光经其衍射后返回，再次通过半波片，由偏振分束器反射后变为垂直偏振光，进入第一透镜，使用空间滤波器阻挡零级和高级衍射光，保留±1级衍射光透过，通过涡旋半波片改变保留的±1级衍射光的偏振态，改变偏振态的衍射光再通过通过双色镜进入显微物镜；两束光干涉形成结构照明光场，照明置于载物台上的样品，样品受激发出荧光经过显微物镜，被双色镜反射至筒镜，由数字相机收集，控制反射式铁电液晶空间光调制器，使其分别加载不同相位和不同方向的条纹图样，并依次拍摄收集。

2.根据权利要求1所述的基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统,其特征在于：还包括设置在涡旋半波片和双色镜之间光路上的共焦系统。

3.根据权利要求2所述的基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统,其特征在于：所述共焦系统包括沿光路依次设置的第二透镜和第三透镜。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统,其特征在于：还包括设置在双色镜和显微物镜之间光路上的反射镜。

5.根据权利要求4所述的基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统,其特征在于：所述显微物镜设置在双色镜的上方。

6.一种基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜成像方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的基于径向偏振调制的干涉式结构光照明显微镜系统,包括以下步骤：

1)激光器发出的水平线偏振光照射到可调控的光栅结构单元上，产生垂直线偏振的多级衍射光束；

2)将汇聚的多级衍射光束进行阻挡零级和高级衍射光并保留±1级衍射光的处理；

3)被保留的垂直线偏振±1级衍射光通过涡旋半波片改变偏振态，所述涡旋半波片0°快轴方向为水平方向；

4)改变偏振态的±1级衍射光进入显微物镜干涉形成结构照明光场，对样品进行照明；

5)样品受激发出荧光，过滤掉荧光中包含的其它波长光，处理后的荧光被收集形成图像。