一种基于数字全息的长工作距离原位三维显微观测装置

摘要

本发明公开了一种一种基于数字全息的长工作距离原位三维显微观测装置，该装置包括有光源、分光单元、A光束准直器、A反射镜、B反射镜、B光束准直器、光照明单元、消偏振分光棱镜和CMOS相机；本发明装置的光路为：光源出射的激光入射至分光单元中，经分光单元进行分光处理后输出A激光、B激光；A激光顺次经A光束准直器、A反射镜后输出第一平行光入射至消偏振分光棱镜；B激光顺次经B反射镜、B光束准直器、光照明单元后照射到待观测物体上，由待观测物体反射的包含物体形貌信息的物光入射至消偏振分光棱镜；消偏振分光棱镜对入射的第一平行光、物光进行合光处理得到合并光束，该合并光束形成的干涉全息图被CMOS相机的光敏面捕获。

主权项

一种基于数字全息的长工作距离原位三维显微观测装置，其特征在于：该装置包括有光源(1)、分光单元(2)、A光束准直器(3)、A反射镜(4)、B反射镜(11)、B光束准直器(12)、光照明单元(13)、消偏振分光棱镜(5)和CMOS相机(6)；光源(1)出射的激光(1a)入射至分光单元(2)中，经分光单元(2)进行分光处理后输出A激光(21)、B激光(22)；A激光(21)顺次经A光束准直器(3)、A反射镜(4)后输出第一平行光(4a)入射至消偏振分光棱镜(5)；B激光(22)顺次经B反射镜(11)、B光束准直器(12)、光照明单元(13)后照射到待观测物体(14)上，由待观测物体(14)反射的包含物体形貌信息的物光(14a)入射至消偏振分光棱镜(5)；消偏振分光棱镜(5)对入射的第一平行光(4a)、物光(14a)进行合光处理得到合并光束(5a)，该合并光束(5a)形成的干涉全息图被CMOS相机(6)的光敏面捕获；所述分光单元(2)一方面用于接收从光源(1)出射的中心波长为532nm的激光(1a)，另一方面将接收到的激光(1a)分为传播方向垂直、偏振方向相同的A激光(21)和B激光(22)；该分光单元(2)由C反射镜(201)、A半波片(202)、偏振分光棱镜(203)和B半波片(204)构成，A半波片(202)置于C反射镜(201)与偏振分光棱镜(203)之间，B半波片(204)置于偏振分光棱镜(203)与A光束准直器(3)之间；C反射镜(201)与光源(1)的垂直距离为5cm～10cm；其中，所述的A半波片(202)用于将经C反射镜(201)反射的激光进行偏振方向的调整，而B半波片(204)用于将经偏振分光棱镜(203)透射后的激光进行偏振方向的调整，采用两个半波片A半波片(202)、B半波片(204)对入射后的激光进行偏振方向的调整，保证了A激光(21)、B激光(22)的偏振方向相同，且A激光(21)与B激光(22)的光强比为1∶5；偏振分光棱镜(203)将一束入射光分为两束传播方向垂直、偏振方向正交的光；所述光照明单元(13)包括有D反射镜(13a)、E反射镜(13b)、F反射镜(13c)、A二维调整架(137)、B二维调整架(138)、C二维调整架(139)、A磁力座(134)、B磁力座(135)、基座(131)、导轨(132)和滑块(133)，基座(131)上安装有A磁力座(134)、B磁力座(135)和导轨(132)，导轨(132)位于纵向中心线上，导轨(132)上设有滑块(133)，滑块(133)上安装有支撑柱(136)，支撑柱(136)上安装有B二维调整架(138)和C二维调整架(139)，B二维调整架(138)上安装有E反射镜(13b)，C二维调整架(139)上安装有F反射镜(13c)；导轨(132)的两侧是A磁力座(134)、B磁力座(135)；B磁力座(135)上放置待观测物体(14)；A磁力座(134)上安装有A二维调整架(137)，A二维调整架(137)上安装有D反射镜(13a)；所述光照明单元(13)中的光路为，第二平行光(12a)入射到D反射镜(13a)上，第二平行光(12a)经D反射镜(13a)后形成的第一反射光(13A)入射到E反射镜(13b)上；第一反射光(13A)经E反射镜(13b)后形成的第二反射光(13B)入射到F反射镜(13c)上；第二反射光(13B)经F反射镜(13b)后形成的第三反射光(13C)入射到待观测物体(14)上。