[发明专利]基于光栅投影和SLM相移的结构光照明显微装置及方法

权利要求书

1.一种基于光栅投影和SLM相移的结构光照明显微装置，其特征在于，包括依次设置的结构光产生单元、相移及光强调制单元和成像单元，其中，

所述结构光产生单元用于产生多束沿不同方向传播的平行光并干涉形成条纹结构光；

所述相移及光强调制单元包括空间光调制器和空间掩膜板，所述空间光调制器上能够加载不同图样以对所述条纹结构光同时进行方向选择和相移操作，所述空间掩膜板用于对所述条纹结构光进行滤波，使得仅保留每个方向上±1级衍射光而滤掉其它的衍射光；

所述成像单元用于利用滤波后的条纹结构光照明样品并记录在不同条纹结构光照明下的荧光图像；

所述结构光产生单元包括二维光栅(6)，所述二维光栅(6)用于对经准直和扩束的光束进行衍射，形成沿不同传播方向的多束衍射光；

所述空间光调制器(9)用于加载光栅图样或不同灰度值图样，以同时实现对一个方向上的±1级衍射光进行光强调制，对另一个方向上的±1级衍射光进行相移操作。

2.根据权利要求1所述的基于光栅投影和SLM相移的结构光照明显微装置，其特征在于，所述结构光产生单元包括沿光路方向依次设置的激光器(1)、第一线偏振片(2)、第二线偏振片(3)、第一薄透镜(4)、第二薄透镜(5)和二维光栅(6)，其中，

所述第一线偏振片(2)用于将所述激光器(1)产生的激光调节为合适光强的线偏振光，所述第二线偏振片(3)用于将所述线偏振光调节为水平偏振光；

所述第一薄透镜(4)的后焦面与所述第二薄透镜(5)的前焦面重合，用于对所述水平偏振光进行准直和扩束，使得光束能够覆盖所述二维光栅(6)的有效靶面；

所述二维光栅(6)用于对经准直和扩束的光束进行衍射，形成沿不同传播方向的多束衍射光。

3.根据权利要求2所述的基于光栅投影和SLM相移的结构光照明显微装置，其特征在于，所述相移及光强调制单元包括第三薄透镜(7)、非偏振分光棱镜(8)、空间光调制器(9)、第四薄透镜(10)、第五薄透镜(11)和空间掩膜板(12)，其中，

所述第三薄透镜(7)用于对沿不同传播方向的多束衍射光进行汇聚并照射到所述非偏振分光棱镜(8)上，所述非偏振分光棱镜(8)设置在所述第三薄透镜(7)远离所述二维光栅(6)的一侧，所述空间光调制器(9)设置在所述非偏振分光棱镜(8)的透射光方向上且位于所述第三薄透镜(7)后焦面预定距离处；

所述空间光调制器(9)用于加载光栅图样或不同灰度值图样，以同时实现对一个方向上的±1级衍射光进行光强调制，对另一个方向上的±1级衍射光进行相移操作；

所述第四薄透镜(10)的后焦面与所述第五薄透镜(11)的前焦面重合，用于将经所述空间光调制器(9)调制的照明光频谱面成像至所述空间掩膜板(12)上；

所述空间掩膜板(12)设置在所述第五薄透镜(11)的后焦面，用于对经过所述空间光调制器(9)后沿不同方向传播的平行结构光进行滤波，保留各方向±1级衍射光而滤掉其它的衍射光。

4.根据权利要求3所述的基于光栅投影和SLM相移的结构光照明显微装置，其特征在于，所述空间光调制器(9)的靶面分成多个区域，其中，

所述多个区域中的一部分区域用于加载光栅图样，所述光栅图样将对应区域上的衍射光再次衍射向不同方向，并结合所述空间掩膜板(12)以抑制对应区域上的衍射级光强；

所述多个区域中的剩余区域用于依次加载不同灰度值的均匀图样，以对对应区域上的衍射级进行相移操作。