【技术实现步骤摘要】
相位恢复成像装置和成像方法
本专利技术涉及激光衍射成像,特别是一种相位恢复成像装置和成像方法。
技术介绍
光学显微成像技术在生命科学、医学和材料学等领域具有重要应用,传统显微成像技术例如基于强度成像的明场显微技术、暗场显微技术以及荧光显微技术、基于相位调制的相衬显微技术和微分干涉相衬显微技术都难以实现待测样品的高分辨率大视场定量相位测量。随着现代科学研究的不断进步,对光学显微成像技术的成像分辨率和测量视场提出了进一步要求。众所周知,单一的光学显微成像系统采集的信息量由成像芯片的像元数决定,成像分辨率和视场是一对相互矛盾的参数,难以同时得到提高。为解决这一问题,近年来研究人员提出了计算照明、计算调制与计算探测等方法,实现了多种方式的成像分辨率和视场提升。相位恢复成像技术从采集的衍射光斑中能够迭代恢复出待测光场的复振幅,从而实现待测样品相位的定量测量,在现代光学成像领域得到了广泛应用。基于叠层衍射成像(PIE)的相位恢复成像技术具有精度高、对环境抗干扰能力强等优点,但该技术需要对待测样品进行扫描平移来实现测量视场的扩展,结构复杂,操作也比较繁琐,因此对于新型高分辨率大视场的相位恢复成像方法的研究具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有相位恢复成像技术的不足,提出一种结构简单、操作方便的高分辨率大视场的相位恢复成像装置和成像方法。本专利技术的技术解决方案如下:一种相位恢复成像装置,其特点在于,包括光源、光纤、变焦光纤准直器、聚焦透镜、二维位移平台、第一鱼眼轴承、第 ...
【技术保护点】
1.一种相位恢复成像装置,其特征在于,包括光源(1)、光纤(2)、变焦光纤准直器(3)、聚焦透镜(4)、二维位移平台(5)、第一鱼眼轴承(6)、第二鱼眼轴承(7)、空心管道(8)、样品(9)、二维光电探测器(10)和数据采集与处理软件的电脑(11);/n所述的光纤(2)将所述的光源(1)中的激光束导入所述的变焦光纤准直器(3)中,所述的变焦光纤准直器(3)的一端与所述的光纤(2)相连,另一端与所述的聚焦透镜(4)相连,所述的变焦光纤准直器(3)与所述的聚焦透镜(4)共同固定在所述的空心管道(8)的一端,所述的第一鱼眼轴承(6)作为支点,与所述的空心管道(8)的另一端连接,所述的空心管道(8)可以绕所述的第一鱼眼轴承(6)转动,所述的第二鱼眼轴承(7)与所述的二维位移平台(5)相连接,该第二鱼眼轴承(7)位于所述的空心管道(8)的中部;所述的二维光电探测器(10)的输出端与所述的电脑(11)的输入端相连,所述的电脑(11)的输出端与所述的二维位移平台(5)的控制端相连,所述的电脑(11)控制所述的二维位移平台(5),所述的二维位移平台(5)带动所述的第二鱼眼轴承(7)绕所述的空心管道(8 ...
【技术特征摘要】
1.一种相位恢复成像装置,其特征在于,包括光源(1)、光纤(2)、变焦光纤准直器(3)、聚焦透镜(4)、二维位移平台(5)、第一鱼眼轴承(6)、第二鱼眼轴承(7)、空心管道(8)、样品(9)、二维光电探测器(10)和数据采集与处理软件的电脑(11);
所述的光纤(2)将所述的光源(1)中的激光束导入所述的变焦光纤准直器(3)中,所述的变焦光纤准直器(3)的一端与所述的光纤(2)相连,另一端与所述的聚焦透镜(4)相连,所述的变焦光纤准直器(3)与所述的聚焦透镜(4)共同固定在所述的空心管道(8)的一端,所述的第一鱼眼轴承(6)作为支点,与所述的空心管道(8)的另一端连接,所述的空心管道(8)可以绕所述的第一鱼眼轴承(6)转动,所述的第二鱼眼轴承(7)与所述的二维位移平台(5)相连接,该第二鱼眼轴承(7)位于所述的空心管道(8)的中部;所述的二维光电探测器(10)的输出端与所述的电脑(11)的输入端相连,所述的电脑(11)的输出端与所述的二维位移平台(5)的控制端相连,所述的电脑(11)控制所述的二维位移平台(5),所述的二维位移平台(5)带动所述的第二鱼眼轴承(7)绕所述的空心管道(8)的轴向转动或横向滑动,调节所述的变焦光纤准直器(3),使激光束的焦点位于所述的第一鱼眼轴承(6)的球心处。
2.根据权利要求1所述的的高分辨率大视场的相位恢复成像装置,其特征在于所述的光纤(2)带有衰减器,用于控制输出光的光强。
3.根据权利要求1所述的的高分辨率大视场的相位恢复成像装置,其特征在于所述的二维光电探测器(10)为CCD,采集和记录样品(9)的衍射光斑。
4.利用权利要求1所述的的高分辨率大视场的相位恢复成像装置对样品进行成像的方法,其特征在于该成像方法包括下列步骤:
1)根据衍射光斑的实际大小,设置所述的二维位移平台(5)的步长和步数,使相邻光斑的重叠面积为60%,所述的二维位移平台(5)通过所述的电脑(11)控制其移动步长和步数,使得每次得到的衍射光斑都与周围的衍射光斑有部分重叠;
2)根据实际入射光斑的尺寸大小和采集数据矩阵的大小,将所述的二维光电探测器(10)放在合适的距离上,使待记录的光斑能够被所述的二维光电探测器(10)完全接收;
3)所述的二维光电探测器(10)在J个扫描位置共记录J个射光斑,并输入所述的电脑(11)中,
4)令j=1
5)所述的电脑(11)利用所述的数据采集与处理软件(12)对第j扫描位置的衍射光斑,进行下列迭代运算,包括以下步骤:
a)第一次迭代时,初始猜测样品(9)的分布为O(r)...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘诚,昌成成,董学,陶华,潘兴臣,朱健强,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海;31
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