本申请公开了一种扫描/探测装置，涉及衍射光学层析用设备的技术领域，该装置包括：可调超透镜，可调超透镜通过外加激励实现相位分布可调；可调超透镜通过调节相位分布对正入射的平行光束进行共轴聚焦和/或离轴聚焦或者用于使得斜入射的光束沿与可调超透镜的光轴平行的方向出射；聚光装置，用于对光束进行相位调制，以将来自其焦平面不同位置和不同入射方向的光束，平行出射至同一区域上；可调超透镜和聚光装置在光路中共焦面设置。本申请通过可调超透镜，实现对被测对象进行快速且多角度的扫描或探测；本申请还涉及一种衍射光学层析扫描成像系统，其通过扫描装置和探测装置同步调节，实现对被测对象的周期性扫描和探测。实现对被测对象的周期性扫描和探测。实现对被测对象的周期性扫描和探测。
【技术实现步骤摘要】
扫描/探测装置及包含其的衍射光学层析扫描成像系统
[0001]本申请涉及衍射光学层析用设备的
，具体是一种扫描/探测装置及包含其的衍射光学层析扫描成像系统。
技术介绍
[0002]衍射光学层析成像技术是一种对生物样本非入侵式、无标记的定量相位成像技术，通过测量多个照明角度下的二维平面光场信息，重建出三维图像，在活细胞的三维结构测量和细胞膜的动态波动方面应用广泛。
[0003]而现有技术中由于需要通过控制照明光束的不同照射位置和角度以获得被测对象的三维信息，通常采用增设光学设备对入射光进行调节的方式，但这种方式同时增加了光学系统的复杂度且对于光学设备的安装要求更高，由此以上问题是现有设备中亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]为解决上述问题，即现有衍射光学层析设备的光学系统繁琐的问题，本申请提出了一种扫描/探测装置，其包括：
[0005]可调超透镜，所述可调超透镜通过外加激励实现相位分布可调；以及
[0006]聚光装置，用于对光束进行相位调制，其配置为，将来自其焦平面不同位置和不同入射方向的光束，平行出射至同一区域上；
[0007]其中所述可调超透镜用于对平行入射的光束进行共轴聚焦和/或离轴聚焦或者用于使得斜入射的光束沿与所述可调超透镜的光轴平行的方向出射；
[0008]其中所述可调超透镜和所述聚光装置在光路中共焦面设置。
[0009]通过采用上述技术方案，借助可调超透镜可以控制光束的偏转角度，并同时实现聚焦，即可以实现离轴聚焦。通过以上述方式配合使用可调超透镜和聚光装置，可以对被测对象进行多角度照射，其中通过聚光装置能够将可调超透镜焦平面上不同位置和出射角度的光束，分别调制为出射角不同的平行光，并射到相同的区域上，进而实现对该区域的扫描，相反地，根据光路的可逆性，来自相同的区域的光束还可以分别通过聚光装置会聚在焦平面的不同位置处，并且通过可调超透镜调制平行射出，进而能够实现对区域的探测功能。
[0010]可选地，所述可调超透镜的相位分布同时满足如下公式：
[0011][0012][0013]其中，c为真空中的光速；f为光束的频率，α为所述可调超透镜离轴聚焦时的光束偏转角度，x为所述可调超透镜的焦点到所述可调超透镜的中心轴的距离，F0为所述可调超透镜的焦点到所述可调超透镜的距离；为所述可调超透镜的光束偏转相位，为所述可调超透镜的光束聚焦相位。
[0014]可选地，当所述可调超透镜对正入射的平行光束进行离轴聚焦时，光束的偏转角度不大于聚光装置的最大孔径角。
[0015]可选地，所述激励包括电激励、光激励和机械激励的任意一种或多种。
[0016]在本申请的一个实施方式中，基于电激励的可调超透镜包括相变单元，所述相变单元包括间隔设置的第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的纳米结构一，其中所述纳米结构一包括相变材料或由相变材料构成，所述第一电极与所述第二电极通过所述相变单元的中间件实现电连接，可调超透镜能够通过改变所述第一电极与所述第二电极之间的电势，改变所述相变单元的相变态。
[0017]在本申请的一个实施方式中，基于电激励的可调超透镜包括基底以及相变单元，所述相变单元包括纳米结构二、第一电极层、第二电极层和相变材料层，其中所述第一电极层填充于所述纳米结构二的周围，所述第一电极层的高度低于所述纳米结构二的高度；所述相变材料层设置在所述第一电极层远离所述基底的一侧，且填充于所述纳米结构二的周围，所述第一电极层与所述相变材料层的高度之和大于或等于所述纳米结构二的高度；所述第二电极层设置于所述相变材料层远离所述基底的一侧；
[0018]基于电激励的可调超透镜能够通过改变所述第一电极层与所述第二电极层之间的电势，改变所述相变材料层的相变态。
[0019]在本申请的一个实施方式中，所述聚光装置包括聚光镜、透镜组和惠更斯超透镜的任意一种或多种。
[0020]本申请还提供了一种衍射光学层析扫描成像系统，其包括：
[0021]照明臂，包括相干光源和第一扫描/探测装置，其中所述第一扫描/探测装置为根据上述任一实施例提供的扫描/探测装置，用于对被测对象进行扫描；
[0022]探测臂，包括第二扫描/探测装置，所述第二扫描/探测装置为根据上述任一实施例提供的扫描/探测装置，用于探测含有被测对象的信息的光；以及
[0023]成像装置，根据所述探测臂所探测到的光确定所述被测对象的三维信息。
[0024]在本申请的一个实施方式中，所述探测臂的聚光装置是可更换的。
[0025]在本申请的一个实施方式中，所述探测臂的聚光装置的数值孔径大于所述照明臂的聚光装置的数值孔径。
[0026]通过采用上述技术方案，保证探测物镜能够更多地接收经被测对象的出射的光。
[0027]在本申请的一个实施方式中，所述照明臂和/或所述探测臂中，当所述可调超透镜对正入射的平行光束进行离轴偏转时，光束的偏转角度不大于所述聚光装置的最大孔径角。
[0028]通过采用上述技术方案，保证经可调超透镜调制光的光更多地出射至聚光装置上。本申请的有益效果为：
[0029]本申请的扫描/探测装置通过可调超透镜，同时实现对入射光束的聚焦和偏转，从而实现扫描速率快、系统稳定运行、响应时间短、成像速度快以及空间占用小的作用。
附图说明
[0030]为了能更进一步了解本技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。
[0031]图1是本申请的扫描/探测装置的结构示意图。
[0032]图2为图1所示结构的光路图。
[0033]图3为本申请的衍射光学层析扫描成像系统的其中一个实施例的结构示意图。
[0034]图4为本申请中可调超透镜的其中一个结构示意图。
[0035]图5为本申请中可调超透镜的另一结构示意图。
[0036]图6为本申请的超结构单元的多个结构示意图。
[0037]附图标记：
[0038]1、照明臂；11、第一可调超透镜；12、第一聚光装置；13、第一电极；14、第二电极；15、连接层；111、纳米结构一；112、纳米结构二；113、相变材料层；114、第一电极层；115、第二电极层；116、第一绝缘层；117、第二绝缘层；118、填充物；119、基底；2、载物台；21、被测对象；3、探测臂；31、第二聚光装置；32、第二可调超透镜。
具体实施方式
[0039]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0040]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扫描/探测装置，其特征在于，包括：可调超透镜，所述可调超透镜通过外加激励实现相位分布可调；所述可调超透镜通过调节相位分布对正入射的平行光束进行共轴聚焦和/或离轴聚焦或者用于使得斜入射的光束沿与所述可调超透镜的光轴平行的方向出射；以及聚光装置，用于对光束进行相位调制，其配置为，将来自其焦平面不同位置和不同入射方向的光束，平行出射至同一区域上；并且，所述可调超透镜和所述聚光装置在光路中共焦面设置。2.根据权利要求1所述的扫描/探测装置，其特征在于，所述可调超透镜的相位分布同时满足如下公式：时满足如下公式：其中，c为真空中的光速；f为光束的频率，α为所述可调超透镜离轴聚焦时的光束偏转角度，x为所述可调超透镜的焦点到所述可调超透镜的中心轴的距离，F0为所述可调超透镜的焦点到所述可调超透镜的距离；为所述可调超透镜的光束偏转相位，为所述可调超透镜的光束聚焦相位。3.根据权利要求1所述的扫描/探测装置，其特征在于，当所述可调超透镜对正入射的平行光束进行离轴聚焦时，光束的偏转角度不大于聚光装置的最大孔径角。4.根据权利要求1所述的扫描/探测装置，其特征在于，所述激励包括电激励、光激励和机械激励的任意一种或多种。5.根据权利要求4所述的扫描/探测装置，其特征在于，基于电激励的可调超透镜包括相变单元，所述相变单元包括间隔设置的第一电极(13)、第二电极(14)以及设置在所述第一电极(13)和所述第二电极(14)之间的纳米结构一(111)，其中所述纳米结构一(111)包括相变材料或由相变材料构成，所述第一电极(13)与所述第二电极(14)通过所述相变单元实现电连接，可调超透镜能够通过改变所述第一电极(13)与所述第二电极(14)之间的电势，改变所述相变单元的相变态。6.根据权利要求4所述的扫描/探测装置，其特征在于，基于电激励的可调超透镜包括基底(119)以及相变单元，所述相变单元包括纳米结构二(112)、第一电极层(114)、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜雯，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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