一种基于涡旋光照明的暗场数字全息显微装置及其方法

摘要

本发明提供了一种基于涡旋光照明的暗场数字全息显微装置及其方法。装置包括激光器、分光棱镜I、分光棱镜II、平面反射镜、显微物镜空间滤波器、显微物镜I、傅里叶透镜、光阑、分光棱镜III、空间光调制器、暗场显微物镜、小球样本、显微物镜II、分光棱镜IV和光电耦合器件。实现方法分为三步，首先利用涡旋光入射到暗场显微物镜后形成的环形光锥照明物体，接着，数字全息技术将物体的散射光与参考光的干涉条纹通过光电耦合器件记录到计算机中，最后再利用数字重构技术重构出物体的像。与传统的明场数字全息显微成像方法相比，本发明具有高分辨率和高对比度等优势，适用于实验室中研究涡旋光束的性质、观察微小相位物体等领域。

主权项

一种基于涡旋光照明的暗场数字全息显微装置，其特征在于：所述数字全息显微装置包括激光器(1)、分光棱镜I(2)、分光棱镜II(3)、平面反射镜(4)、显微物镜空间滤波器(5)、显微物镜I(6)、傅里叶透镜(7)、光阑(8)、分光棱镜III(9)、空间光调制器(10)、暗场显微物镜(11)、小球样本(12)、显微物镜II(13)、分光棱镜IV(14)和光电耦合器件(15)；其中，激光器(1)出射的激光照射在分光棱镜I(2)上，两者的距离为0.15‑0.2m；分光棱镜I(2)、分光棱镜II(3)、分光棱镜III(9)和分光棱镜IV(14)在光学平台上构成一个矩形光路：分光棱镜I(2)与分光棱镜II(3)在同一条水平线上，两者的距离为1.00‑1.10m；分光棱镜I(2)与分光棱镜III(9)在同一条垂直线上，分光棱镜III(9)与分光棱镜IV(14)在同一条水平线上，分光棱镜II(3)与分光棱镜IV(14)在同一条垂直线上；分光棱镜I(2)与分光棱镜III(9)之间依次设有显微物镜空间滤波器(5)、傅里叶透镜(7)和光阑(8)，傅里叶透镜(7)的前焦面位于显微物镜空间滤波器(5)的出瞳位置，显微物镜空间滤波器(5)与分光棱镜I(2)之间的距离为0.15‑0.20m，光阑(8)与傅里叶透镜(7)之间的距离为0.05‑0.08m，光阑(8)与分光棱镜III(9)之间的距离为0.08‑0.15m；所述空间光调制器(10)设置在分光棱镜III(9)的后方，两者之间的距离为0.15‑0.20m；分光棱镜III(9)与分光棱镜IV(14)之间依次设有暗场显微物镜(11)、小球样本(12)和显微物镜II(13)，小球样本(12)位于暗场显微物镜(11)的后焦面上，显微物镜II(13)的前焦面和小球样本(12)平面重合，暗场显微物镜(11)与分光棱镜III(9)之间的距离为0.25‑0.30m；所述光电耦合器件(15)设置在分光棱镜IV(14)的后方并与小球样本(12)为物像共轭关系，光电耦合器件(15)与分光棱镜IV(14)之间的距离为0.1‑0.2m；分光棱镜II(3)与分光棱镜IV(14)之间设有显微物镜I(6)，显微物镜I(6)与分光棱镜II(3)之间的距离为0.15‑0.20m；所述平面反射镜(4)设置在分光棱镜II(3)的后方，两者的距离为0.15‑0.20m。