一种两步衍射相位成像方法及对应相位恢复方法

摘要

本发明公开了一种两步衍射相位成像方法及对应相位恢复方法，利用光栅衍射的0级先后与+1级和‑1级衍射光形成两步共几何光路干涉图样，具有高度的稳定性，然后计算两干涉图样之差以消除背景光强，继而运用希尔伯特变换恢复样品的相位信息。相比离轴干涉常用的相位恢复方法，本发明无需高通滤波，高频信息保留完整，相位恢复速率快，而且该成像方法适用于所有的离轴干涉，包括轻微离轴干涉。本发明在相位显微方面具有广泛的实用价值与应用前景，特别是在透明样品，如生物细胞相位成像以及相位测量等应用领域。

主权项

一种两步衍射相位成像方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，激光束通过显微系统形成放大的显微像，所述显微系统由样品(6)、可调载物台(7)、显微物镜(8)及反射镜(9)组成；然后所述显微像通过位于所述显微系统之后的成像屏IP上的光栅(12)，从而分成许多级包含显微图像信息的衍射光；第二步，所述衍射光通过所述成像屏IP之后的第三透镜(13)后进行傅里叶变换，在所述第三透镜(13)的傅里叶平面FP上，利用第一挡板(16)挡住空间光调制器(14)中‑1级衍射光滤波窗口，只允许+1级衍射光全部通过，0级衍射光低通滤波，然后+1级衍射光与0级衍射光通过所述傅里叶平面FP后面的第四透镜(15)进行傅里叶逆变换，完成了+1级衍射光与0级衍射光整个滤波，他们分别作为样品光与参考光，在CCD(18)上形成第一幅干涉图样；第三步，在所述傅里叶平面FP上，撤掉所述第一挡板(16)，采用第二挡板(17)挡住所述空间光调制器(14)中+1级衍射光滤波窗口，只允许‑1级衍射光和0级衍射光通过，然后通过所述第四透镜(15)，在所述CCD(18)上形成第二幅干涉图样。