[發明專利]基于液晶可調諧濾波器的空域低相干相位顯微鏡

無效

• 申請號: 201110358651.4
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102519909A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王品;李勇明;于彥濤;夏宇;任超;梅林
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G02F1/03;G02B1/11
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明涉及一種相位顯微鏡，具體地說，是一種基于液晶可調諧濾波器的空域低相干相位顯微鏡，屬于光學成像技術。

背景技術

由于傳統的光學顯微鏡對樣本的成像是基于樣本的吸收或者熒光效應,?因此分辨率較低（<500nm）,?無法探測到樣本納米結構的變化。基于光學的相差顯微鏡和微分干涉差顯微鏡能夠探測微小的細胞納米結構變化，但缺少定量信息，限制了其應用范圍。近年來，定量相位顯微鏡利用干涉效應可獲取相位、幅度等與細胞納米結構特性相關的系統參數，提供了定量信息，該類顯微鏡雖然可以探測細胞納米結構，但其速度，靈敏度和精度，以及對樣本的特殊要求都限制了其向臨床應用的推廣。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速、高靈敏度和高精度的低相干相位顯微鏡，可直接觀察臨床細胞組織樣本玻片，并從中提取細胞有效納米結構特性。

為達到上述目的，本發明所采用的方案如下：

一種基于液晶可調諧濾波器的空域低相干相位顯微鏡，包括載物臺、第一物鏡、第一反射鏡、管鏡以及CCD圖像感應器，其關鍵在于：還包括白光光源、分光鏡以及液晶可調諧濾波片，所述分光鏡安裝在第一物鏡與第一反射鏡之間，該分光鏡用于接收所述白光光源產生的白光信號，該白光信號透過所述第一物鏡聚焦到所述載物臺上的觀測樣本中，該觀測樣本的反射和散射信號透過所述第一物鏡以及分光鏡投射在所述第一反射鏡上，該第一反射鏡將接收的信號反射到管鏡中，在管鏡與CCD圖像感應器之間安裝所述液晶可調諧濾波片，通過該液晶可調諧濾波片將不同波長的顯微圖像投射到所述CCD圖像感應器上。

系統通過液晶調諧將不同波長的背反射圖像投射到CCD圖像感應器上，可直接對臨床樣本玻片進行處理，將細胞作為觀測樣本，可同時獲取細胞的顯微圖像以及每個像素的光譜信號，經光譜分析可得細胞的相位及幅度信息。系統利用白光光源和低孔徑物鏡可以將三維復雜散射目標分解成多個一維信道，去除了散斑噪聲，由于一維光傳播產生多次干涉，一維傳播的反射信號對于任何尺度的折射率波動有很高的靈敏度，因此系統具有高空域折射率波動靈敏度。液晶可調諧濾波片采用電光液晶調諧，替代了普通機械掃描，實現了全場快速測量。CCD圖像感應器采集到不同波長的細胞圖像，從而可以提取每一像素的光譜信息。通過對光譜進行傅立葉變換從而提取出細胞有效納米結構特性，實現高精度成像。

為了對白光光源發出的白光進行調整準直，所述白光光源與分光鏡之間設置有準直光路，該準直光路由聚光鏡、第一透鏡、第一光闌、第二透鏡以及第二光闌依次排列組成。

為了探測觀測樣本的透射信號，系統還設置有第二物鏡、第二反射鏡、第三反射鏡以及可移動反射鏡，所述第二物鏡用于接收所述觀測樣本的透射光信息，該透射光信息依次經過所述第二反射鏡、第三反射鏡以及可移動反射鏡后投射到所述管鏡中。

所述白光光源為氙燈光源，發出的白光強度大，相干度小。

所述液晶可調諧濾波片的表面鍍有400nm～700nm波段的增透膜，用于改善光譜信號的信噪比。

本發明的顯著效果是：光路結構簡單，控制方便，系統具有高空域折射率波動靈敏度，可直接對臨床樣本玻片進行處理，實現細胞納米結構的高精度成像，而且利用電光液晶調諧實現全場快速測量，利用簡單的傅立葉變換對CCD圖像感應器所獲取的每個像素點的光譜信息進行光譜分析即可獲取觀測樣本的相位和幅度信息，從而確定細胞的納米結構。

附圖說明

圖1是本發明的系統設計圖；

附圖標記：

1?白光光源，2?聚光鏡，3?第一透鏡，4?第一光闌，5?第二透鏡，6第二光闌，7?第一反射鏡，8?分光鏡，9?第一物鏡，10?載物臺，11?第二物鏡，12?第二反射鏡，13?第三反射鏡，14?可移動反射鏡，15?管鏡，16?液晶可調諧濾波片，17?CCD圖像感應器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖1所示，一種基于液晶可調諧濾波器的空域低相干相位顯微鏡，包括白光光源1、分光鏡8、第一物鏡9、載物臺10、第一反射鏡7、管鏡15、液晶可調諧濾波片16以及CCD圖像感應器17，為了對白光光源的光線進行調整準直，所述白光光源1與分光鏡8之間還設置有準直光路，該準直光路由聚光鏡2、第一透鏡3、第一光闌4、第二透鏡5以及第二光闌6依次排列組成。