[发明专利]一种利用数字全息技术的三维实时显微成像检测系统

摘要

本发明公开一种利用数字全息技术的三维实时显微成像检测系统，主要包括第一光源系统、第二光源系统、光传播系统、旋转工作台和图像处理系统。光路设置中既有同轴部分也有离轴部分，利用内置机械开光可进行同轴、离轴光路的切换。透射式、反射式为一体，可以进行多类样品的观测，不仅限于透明物体的检测，也可以适用于非透明物体表面形貌检测。利用旋转式衰减片对物光和参考光进行设置，可以定量调节物参比。立方分束棱镜底座可以进行三个方向的微调，其调节精度较高，可以实现入射光角度的调节。可采用双波长数字全息显微进行样品的观测，具有快速、全视场、非接触和定量相衬成像的优点。

主权项

1.一种利用数字全息技术的三维实时显微成像检测系统，其特征在于:主要包括第一光源系统、第二光源系统、光传播系统、旋转工作台(6)和图像处理系统；/n所述光传播系统包括立方分束棱镜I(301)、立方分束棱镜II(302)、立方分束棱镜III(303)、反射镜I(304)、反射镜II(305)和色散棱镜(306)；/n所述第一光源系统的激光器I(101)发出的光束和第二光源系统的激光器II(201)发出的光束呈90°；这两个光束分别入射立方分束棱镜I(301)的两个相邻面；/n从立方分束棱镜I(301)出射的两路光束相互呈90°，一路射向立方分束棱镜II(302)、另外一路射向色散棱镜(306)；/n从立方分束棱镜II(302)出射的两路光束相互呈90°，一路穿过第一测试位置并入射立方分束棱镜III(303)、另外一路射向反射镜I(304)；/n所述旋转工作台(6)可旋转到第一测试位置，也可离开第一测试位置；当旋转工作台(6)处于第一测试位置时，穿过第一测试位置的光束依次穿过旋转工作台(6)上的非线性晶体I(601)、样品(7)、消色差显微物镜I(602)和消色差透镜I(603)，此时，反射镜I(304)反射光束也射向非线性晶体I(601)，以增强照射样品(7)的物光；/n色散棱镜(306)的出射光射向反射镜II(305)后，被反射向机械开关II(5)；若机械开关II(5)打开，该路光线入射立方分束棱镜III(303)，且与立方分束棱镜II(302)射向立方分束棱镜III(303)的光呈90°；/n所述立方分束棱镜III(303)出射的两路光束相互呈90°，一路射向图像传感器(CCD)、另外一路射向机械开关I(4)；若机械开关I(4)打开，穿过机械开关I(4)的光线依次穿过第二测试位置上的非线性晶体II(801)、消色差透镜II(803)、消色差显微物镜II(802)和样品(9)；/n测试时：/n1〕离轴透射式数字全息显微系统：/n关闭机械开关I(4)，打开机械开关II(5)，旋转工作台(6) 处于第一测试位置；照射样品(7)的光束和经过的机械开关II(5)参考光均射向立方合束棱镜III(303)，形成干涉图后由CCD记录下来；/n2〕同轴透射式数字全息显微系统：关闭机械开关I(4)，关闭机械开关II(5)，旋转工作台(6)处于第一测试位置；照射样品(7)的光束射入立方合束棱镜III(303)后，再射入CCD中；/n3〕反射式数字全息显微实时检测：打开机械开关I(4)，打开机械开关II(5)，旋转工作台(6)离开第一测试位置；此时，反射镜I(304)的反射光束不再射向非线性晶体I(601)，而是射向非线性晶体II(801)，用于增强照射样品(9)的物光；样品(9)被物光照射后，其反射光回到立方分束棱镜III(303)中，最终成像到CCD上，形成双波长复合全息图。/n