[发明专利]高分辨率和高成像速度的合成孔径相位显微系统和方法

权利要求书

1.一种高分辨率和高成像速度的合成孔径相位显微系统，所述系统包括：

照明源，所述照明源产生照明光束；

光纤耦合器，所述光纤耦合器具有耦合到所述照明源以接收所述照明光束的输入端，并被配置为提供第一照明光束以从第一输出端输出沿着样品照明光路传播和第二照明光束以从第二输出端输出沿着参考光路传播；

第一镜，所述第一镜被设置在所述样品照明光路中，接收并反射来自所述第一照明光束；

第一数位微镜装置，所述第一数位微镜装置被设置在所述样品照明光路中，接收来自所述第一镜的照明光束，并且根据加载图像投射出不同角度的样品照明光束；

第一透镜，所述第一透镜被设置在所述样品照明光路中，接收来自所述第一数位微镜装置的样品照明光束；

第二数位微镜装置，所述第二数位微镜装置被设置在所述样品照明光路中，接收来自所述第一透镜的样品照明光束；

第二镜，所述第二镜被设置在所述样品照明光路中，接收并反射来自所述第二数位微镜装置的样品照明光束；

第二透镜和第三透镜，所述第二透镜和第三透镜被串联设置在所述样品照明光路中，接收来自所述第二镜的样品照明光束；

第一扫描显微物镜，所述第一扫描显微物镜被设置在所述样品照明光路中，与所述样品相邻，接收来自第三透镜的光束并投射到所述样品上进行成像；

第二扫描显微物镜，所述第二扫描显微物镜被设置在所述样品照明光路中，与所述样品相邻并与所述第一扫描显微物镜相对，接收透射过所述样品的光；

第四透镜，所述第四透镜被设置在所述样品照明光路中，接收来自第二扫描显微物镜的样品光；

分束器，所述分束器被设置在所述样品照明光路和参考光路中，同时接收并合并来自于所述第四透镜的样品成像光束和来自所述光纤耦合器的第二照明光束(参考光束)，使得准直的参考光束和样品成像光束彼此干涉以在最终像平面处形成干涉图。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光纤耦合器是单模1x2光纤耦合器。

3.根据权利要求1所述的系统，其还包括耦合透镜，所述耦合透镜被设置在所述照明源与所述光纤耦合器之间。

4.根据权利要求1所述的系统，其还包括第一准直器，所述第一准直器被设置在所述光纤耦合器的所述第一输出端与所述第一线性偏振器之间，用于准直来自所述光纤耦合器的所述第一照明光束。

5.根据权利要求1所述的系统，其还包括第二准直器，所述第二准直器被设置在所述光纤耦合器的所述第二输出端与所述第二线性偏振器之间，用于准直来自所述光纤耦合器的所述第二照明光束。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一数位微镜装置被配置为加载一系列的二元Lee全息图。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二数位微镜装置被配置为加载一系列的空间滤波图，过滤所述第一数位微镜装置产生的所述样品光的非理想衍射级次。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一数位微镜装置和第二数位微镜装置通过硬件触发器进行连接，使所述第一数位微镜装置和所述第二数位微镜装置的图片变化同步进行。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，从所述第一数位微镜装置出射的扫描角度大小被所述第一数位微镜装置的微镜大小限制在约1°。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一数位微镜装置，所述第一透镜，所述第二数位微镜装置和所述第二透镜被配置为4f系统；所述第三透镜，所述第一扫描显微物镜被配置为4f系统；对照射到所述样品上的扫描角度大小进行放大。

11.根据权利要求1所述的系统，其还包括图像采集装置，所述图像采集装置被设置在所述最终成像面中，以采集在成像场形成的干涉图，该干涉图用来恢复出高分辨率的定量相位图。