[發(fā)明專利]一種基于多偏振態(tài)合成的數(shù)字全息三維顯微觀測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010108083.8
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101788273A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文;戎路;潘鋒;伊小素;劉爍;常君磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B9/023
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種基于多偏振態(tài)合成的數(shù)字全息三維顯微觀測裝置，其特征在于：該裝置包括有光源(1)、分光單元(2)、第一空間濾波器(3A)、第二空間濾波器(3C)、第一平凸透鏡(3B)、第二平凸透鏡(3D)、第一反射鏡(4)、第二反射鏡(7)、消偏振分光棱鏡(5)和CMOS相機(6)；

分光單元(2)包括有A半波片(201)、偏振分光棱鏡(202)、B半波片(203)、連續(xù)可調(diào)衰減器(204)和1/4波片(205)；偏振分光棱鏡(202)置于A半波片(201)和B半波片(203)之間，1/4波片(205)置于偏振分光棱鏡(202)的反射光位置；

光源(1)出射的激光(1a)穿過分光單元(2)的A半波片(201)上入射至偏振分光棱鏡(202)上；該激光(1a)經(jīng)分光單元(2)進行分光處理后分別輸出線偏振光(21)和圓偏振光(22)；

線偏振光(21)順次經(jīng)第一空間濾波器(3A)、第一平凸透鏡(3B)后，經(jīng)第一反射鏡(4)反射輸出參考光(4a)入射至消偏振分光棱鏡(5)；

圓偏振光(22)順次經(jīng)第二空間濾波器(3C)、第二平凸透鏡(3D)后，經(jīng)第二反射鏡(7)反射輸出照明光(7a)，該照明光(7a)照射到待觀測物體(14)上；

在照明光(7a)的照射下，待觀測物體(14)反射具有物體形貌信息的散射光(14a)入射至消偏振分光棱鏡(5)；

消偏振分光棱鏡(5)對入射的參考光(4a)、具有物體形貌信息的散射光(14a)進行合光處理得到合并光束(5a)，該合并光束(5a)形成的干涉全息圖被CMOS相機(6)的光敏面捕獲；

所述的分光單元(2)中的A半波片(201)用于將光源發(fā)射的激光(1a)進行偏振方向的調(diào)整和偏振分光棱鏡配合實現(xiàn)透射光(1b)和反射光(1c)的光強比連續(xù)可調(diào)，而B半波片(203)用于調(diào)整偏振分光棱鏡(202)的透射光(1b)的偏振方向；采用1/4波片(205)可以將偏振分光棱鏡(202)的反射光(1c)轉(zhuǎn)化為圓偏振光(22)；通過旋轉(zhuǎn)B半波片(203)使得線偏透射光(1b)的偏振態(tài)改變，實現(xiàn)不同偏振方向的線偏振光與圓偏振光相干疊加，得到多幀包含不同偏振信息的數(shù)字全息圖；同時通過調(diào)整連續(xù)可調(diào)衰減器(204)對線偏振光(21)和圓偏振光(22)的光強比進行調(diào)節(jié)，該光強比為1∶5～1∶2，進而通過控制參考光(4a)和散射光(14a)的光強比，提高參物光干涉圖像的信噪比；

在分光單元(2)中通過旋轉(zhuǎn)B半波片(203)，能夠改變參考光路中線偏振光(21)的偏振方向，從而使CMOS相機(6)記錄多幅數(shù)字全息圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多偏振態(tài)合成的數(shù)字全息三維顯微觀測裝置，其特征在于：光源(1)出射的激光(1a)的中心波長為532nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多偏振態(tài)合成的數(shù)字全息三維顯微觀測裝置，其特征在于：由分光單元(2)分出的線偏振光(21)經(jīng)第一空間濾波器(3A)、第一平凸透鏡(3B)、第一反射鏡(4)后，形成的參考光(4a)入射至消偏振分光棱鏡(5)，這路光路稱為參考光路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多偏振態(tài)合成的數(shù)字全息三維顯微觀測裝置，其特征在于：由分光單元(2)分出的圓偏振光(22)經(jīng)第二空間濾波器(3C)、第二平凸透鏡(3D)、第二反射鏡(7)后照射至待觀測物體(14)上后，反射或透射形成的具有物體形貌信息的散射光(14a)入射至消偏振分光棱鏡(5)，這路光路稱為物光光路。