[實用新型]倒置式數(shù)字全息顯微鏡

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120061212.2
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN201974574U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張亦卓;王大勇;王云新;江竹青;萬玉紅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/36;G03H1/08;G01B9/04;G01N21/84
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型公開了一種倒置式數(shù)字全息顯微鏡，屬于數(shù)字全息術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，可用于三維實時形貌測量，生物細胞成像。

背景技術(shù)

近年來生物醫(yī)學的發(fā)展，推動了在生物細胞尺度上觀測技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的光學顯微鏡，不能測量生物細胞的三維形貌；而共焦顯微鏡雖然分辨率較高，但由于要對生物樣品做標定，會對其產(chǎn)生影響，不利于無損觀測的需要。數(shù)字全息作為一種顯微成像技術(shù)，其無損、實時、可獲得定量相位分布的特點恰好是其在生物樣品成像上的優(yōu)勢。活體生物細胞一般為透明結(jié)構(gòu)，因此其相位圖像方能提供更多獨特的信息。不同于已有的相襯成像方法，數(shù)字全息技術(shù)不需要對活體生物樣品進行標記、固定等處理就可獲得觀察對象定量的振幅和相位分布，從而實現(xiàn)對透明生物樣品的成像并進行定量分析。數(shù)字全息技術(shù)還可以實現(xiàn)對生物樣品形態(tài)的動態(tài)監(jiān)測，繼而可能用于獲取細胞動態(tài)特性、細胞間的相互作用以及細胞對藥物的反應(yīng)等信息，期望為早期醫(yī)學診斷和藥物設(shè)計等提供一定的分析評價依據(jù)。瑞士的Lyncee?Tec公司是唯一的數(shù)字全息顯微鏡生產(chǎn)廠家，但其數(shù)字全息顯微鏡采用正立結(jié)構(gòu)，由于顯微物鏡有限的工作距離，特別是高倍率顯微物鏡的很短的工作距離，無法對在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)液底部生長的樣品做實時高分辨率觀測；由于現(xiàn)有的顯微鏡系統(tǒng)是由空間光路構(gòu)成，整體大而重，引入光纖耦合系統(tǒng)可以有效減小顯微鏡的體積和重量，并且可以減小激光器的輕微震動對測量系統(tǒng)精度產(chǎn)生的影響

實用新型內(nèi)容

為了解決數(shù)字全息顯微鏡體積和重量大，并且采取正立結(jié)構(gòu)無法觀察培養(yǎng)皿內(nèi)活體細胞的技術(shù)問題，本實用新型提出了一種倒置式數(shù)字全息顯微鏡。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：激光器5的前方安置有光纖耦合器4，光纖耦合器4通過光纖與光纖分束器3相連，光纖分束器3接出兩路光纖分別連接有光纖準直器1和光纖準直器6，光纖準直器1下方置有用于盛放樣品13的樣品臺11，樣品臺11連接在12.二維平移臺上，樣品臺11下方置有安裝在一維平移臺10上的顯微物鏡9，顯微物鏡9與光纖準直器6對準合束晶體8的兩個相垂直的側(cè)面。合束晶體8下方置有CCD相機7。CCD7與計算機14相連。

激光器5出射的光經(jīng)過光纖耦合器4耦合進光纖，并被光纖分束器3分成兩路：第一路是物光，通過一個光纖準直器1將光纖出射的發(fā)散球面光波準直成平行光，平行光豎直向下照射在水平放置的樣品13上，穿過樣品臺11，顯微物鏡9，并通過合束棱鏡8后照射在CCD相機7上；另一路是參考光，通過光纖準直器6整形成平行光，水平照射在合束棱鏡8上，反射后與物光波干涉形成全息圖被CCD相機7.記錄；上述兩路光有夾角。

上述的物光經(jīng)光纖準直器1準直成的平行光的直徑為5mm。

上述的參考光經(jīng)過光纖準直器6準直成的平行光直徑為2cm。

本實用新型可以取得如下有益效果：

該套實用新型可以對培養(yǎng)皿底部貼壁生長的活體細胞做長時間高分辨率觀測，而不需要將活細胞脫離其培養(yǎng)環(huán)境放在特制容器中觀察。

系統(tǒng)集成度高，體積小，光學部件比常用系統(tǒng)少，并且由于采用光纖連接使激光器可以任意安裝在系統(tǒng)其他部位，避免了激光器輕微震動對系統(tǒng)精度的影響。

附圖說明

圖1倒置式數(shù)字全息顯微鏡的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2CCD相機采到的全息圖

圖3全息圖的局部放大圖

圖4實施例中樣品經(jīng)過倒置式數(shù)字全息顯微鏡后在電腦里所生成的三維顯示圖；

圖5實施例中樣品經(jīng)過倒置式數(shù)字全息顯微鏡后在電腦里所生成的灰度顯示圖；

圖中：1、6、光纖準直器，2、光纖，3、光纖分束器，4、光纖耦合器，5、激光器，7、CCD相機，8、合束晶體，9顯微物鏡，10、一維平移臺，11樣品臺，12二維平移臺，13、樣品，14、計算機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對于本實用新型做進一步的說明：

本實施例的布置方式如圖1所示：

激光器5的前方安置有光纖耦合器4，光纖耦合器4通過光纖與光纖分束器3相連，光纖分束器3接出兩路光纖分別連接有光纖準直器1和光纖準直器6，光纖準直器1下方置有用于盛放樣品11的樣品臺10，樣品臺10下方置有顯微物鏡9，顯微物鏡9與光纖準直器6對準合束晶體8的兩個相垂直的側(cè)面。合束晶體8下方置有CCD相機7。