基于反射式液晶空间光调制器的共焦轴向扫描装置及共焦轴向扫描方法

摘要

基于反射式液晶空间光调制器的共焦轴向扫描装置及共焦轴向扫描方法，涉及一种共焦显微镜及其扫描方法，本发明解决了现有轴向扫描装置及方法因被测物体离焦是通过物镜或被测物体沿轴向方向移动而实现所导致的装置结构复杂、样品的测量重复性差的问题。本发明的共焦轴向扫描装置在现有装置基础上的偏振分光镜和物镜之间增加了反射式液晶空间光调制器，同时去掉传统共焦轴向扫描装置中轴向扫描机构，用反射式液晶空间光调制器取代轴向扫描机构。本发明的共焦轴向扫描方法采用计算机直接调制相位灰度图的方式来调整物镜之前光波的波前，从而实现变焦，使得测量物镜和被测物均不需要轴向移动即可实现对被测物的轴向扫描。用于共焦显微镜及其扫描。

主权项

1.基于反射式液晶空间光调制器的共焦轴向扫描装置的共焦轴向扫描方法，所述反射式液晶空间光调制器的共焦轴向扫描装置包括激光器(1)、会聚透镜(2)、第一针孔(3)、照明物镜(4)、光阑(5)、偏振分光镜(6)、λ/4波片(7)、反射式液晶空间光调制器(8)、被测物(10)、测量物镜(11)、分光镜(12)、收集物镜(13)、第二针孔(14)和光强探测器(16)，激光器(1)发射的平行光束通过会聚透镜(2)成像到第一针孔(3)处，通过第一针孔(3)的光束通过照明物镜(4)准直后平行入射到偏振分光镜(6)，偏振分光镜(6)把入射光分为反射光和透射光，所述反射光是S光，所述透射光是P光，透射光通过λ/4波片(7)后到达反射式液晶空间光调制器(8)，反射式液晶空间光调制器(8)把到达光全反射，获得的全反射光按原光路返回入射至偏振分光镜(6)，经该偏振分光镜(6)反射的反射光入射至分光镜(12)，经该分光镜(12)反射的反射光入射至测量物镜(11)，通过该测量物镜(11)成像到被测物(10)上，经被测物(10)反射的反射光沿原光路返回入射至分光镜(12)，经该分光镜(12)透射的透射光由收集物镜(13)成像到第二针孔(14)位置处，并通过第二针孔(14)入射到光强探测器(16)的光敏面；其特征在于所述方法包括具体步骤如下：步骤一、设定理论调焦距离x_F＝0，将被测物配置为待扫描物体，把待扫描物体放置到距离测量物镜(11)为2f₀位置处；步骤二、保持步骤一所述待扫描物体和测量物镜(11)的相对位置不动，通过计算机控制反射式液晶空间光调制器(8)的相位灰度图变化，使得所述相位灰度图对应的理论调焦距离x_F沿轴向方向从0μm到105μm范围内以5μm的步长步进，所述相位灰度图与理论调焦距离x_F之间的关系为：其中，f₀是测量物镜的焦距，d是反射式液晶空间光调制器到测量物镜的光程，λ是光波的波长，ξ，η代表空间二维坐标；每次调整反射式液晶空间光调制器(8)的相位灰度图之后，采用光强探测器(16)成像，获得对应的光强信息；步骤三、根据步骤二获得的每个理论调焦距离x_F和光强信息得到对应的一条共焦轴向扫描曲线。