一种获取立体显微图像的方法

摘要

一种获取立体显微图像的方法，将一束激光通过分束镜后分为物光波和参考光波，物光波携带透明物体的三维信息，物光波和参考光波在CCD靶面上形成干涉图像，该图像传输到计算机，在计算机中将干涉图像通过非常规重建方法再现。其中，非常规重建方法中，对干涉图像取自然对数后进行傅里叶变换获得其频谱图，选取频谱图中与物体频谱相对应的一个象限的谱面大小进行滤波，从而获得物体频谱，然后进行逆傅里叶变换，指数运算以及位相补偿，从而获得准确的物体的三维显微图像。

主权项

一种获取立体显微图像的方法，开启激光器，产生的激光经第一半波片和一偏振分束棱镜后，分为物光波和参考光波；通过第一反光镜和第二反光镜反射使得物光波和参考光波垂直相交，在相交处放入合束镜，使得物光波和参考光波经合束镜后重合为一束光；在第一反光镜后依次放入第一扩束准直器、透明物体和第一显微物镜，调节第一扩束准直器，使得物光波经第一扩束准直器后成为第一平行光，利用第一平行光照射透明物体；使得透明物体通过第一显微物镜成像，将CCD置于所述合束镜后一定距离；在第二反光镜之前放入第二扩束准直器，在第二反光镜之后放入第二显微物镜，调节第二扩束准直器，使得参考光波经第二扩束准直器后成为第二平行光，利用第二反光镜将第二平行光导入第二显微物镜；旋转合束镜，使得物光波倾斜入射合束镜；其中第一显微物镜和第二显微物镜到合束镜的距离相等；通过CCD采集物光波和参考光波在CCD靶面上形成的全息图，将所述全息图传输到计算机；其中CCD靶面所在平面的物光波和参考光波复振幅分别为O(x，y)，R(x，y)，而上述全息图的复振幅为H(x，y)；所述获取立体显微图像的方法的特征在于：包括以下步骤：1)将上述全息图除以测得的参考光强度分布，然后对其取自然对数，得到；$\ln \left(\hat{H}(x,y)\right)=\ln [1+\hat{O}(x,y)]+\ln [1+{\hat{O}}^{*}(x,y)];$其中$\hat{H}(x,y)=\frac{H(x,y)}{{\left|R(x,y)\right|}^2},\hat{O}(x,y)=O(x,y)/R(x,y),$为的复共轭；2)然后对上式作傅里叶变换，获得其频谱分布图其中FT{}为傅里叶变换；f_x，f_y为x方向和y方向的空间频率；3)选取频谱图中与物体频谱相对应的四分之一谱面大小，即一个象限，得到滤波后的全息图对数的频谱分布$S_{\mathrm{Fil}}(f_x,f_y)={\mathrm{FT}}_{\mathrm{Fil}}\left\{\ln \right[\hat{H}(x,y)\left]\right\};$4)对S_Fil(f_x，f_y)作逆傅里叶变换，即可得到再对其作指数运算，可得到5)对参考光波波矢量进行粗测，得到其传播矢量，从而获得粗略的参考光复振幅分布R(x，y)；6)由$\hat{O}(x,y)=O(x,y)/R(x,y)$求出O(x，y)；7)利用角谱衍射公式计算像平面的光波场复振幅分布；8)根据平均法对得到的位相畸变进行补偿，获得物光波场的真实位相分布。