[發(fā)明專利]在雙層生物散射組織間三維光場的調(diào)控方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710439189.8
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107300787B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 喬木;劉紅林;韓申生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G06F17/14;G06F17/50
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種在雙層生物散射組織間實現(xiàn)三維光場調(diào)控的方法，其特征在于該方法具體包括下列步驟：

⑴用一個透鏡將激光束聚焦在第一層生物散射組織上形成一個點光源，根據(jù)兩層組織的間距計算該點光源發(fā)射的球面波在第二層生物散射組織上的波前分布；

⑵用相機記錄從第二層生物散射組織出射的散射光與一束平面光的干涉圖樣；

⑶計算機從干涉圖樣中提取出散射光的波前分布信息并對其做相位共軛處理，得到散射光的相位共軛波前分布；

⑷根據(jù)想要實現(xiàn)的三維光場分布計算出該三維光場分布在第二層生物組織表面的波前分布；

⑸計算機將步驟⑴的波前分布、步驟⑶的散射光的相位共軛波前分布和步驟⑷計算的三維光場分布在第二層生物組織表面的波前分布線性疊加得到一幅合成的波前分布并通過空間光調(diào)制器的控制軟件將該合成的波前分布加載到空間光調(diào)制器上，該空間光調(diào)制器按照加載的波前分布對步驟⑵中的平面光的波前分布進行調(diào)制，同時將其反射至第二層生物組織層，三維光場的波前在兩層生物組織層間的透明空間自由傳播后形成想要實現(xiàn)的三維光場分布。

2.用于權(quán)利要求1所述在雙層生物散射組織間實現(xiàn)三維光場調(diào)控的方法的裝置，其特征在于該裝置包括激光器(1)，沿激光器(1)的輸出光方向依次是空間濾波器(2)、第一反射鏡(3)和分束比可調(diào)的分束器(4)，該分束器(4)將入射光分為樣品光路(5)和參考光路(6)，所述的樣品光路(5)依次是半波片(501)、第二反射鏡(502)、相位延時器(503)、聚光透鏡(504)、生物樣品(7)、第一成像透鏡(505)和合束器(8)，所述的參考光路(6)依次是擴束器(601)、第三反射鏡(602)和合束器(8)，沿所述的合束器(8)的輸出光方向是數(shù)字式相位共軛鏡(9)，該數(shù)字式相位共軛鏡(9)包括分束器(901)、空間光調(diào)制器(902)、第二成像透鏡(903)和相機(904)，所述的激光器(1)發(fā)射的激光被所述的空間濾波器(2)濾成單橫模的光束，該光束被分束比可調(diào)的分束器(4)分成樣品光路(5)和參考光路(6)，所述的樣品光路(5)和參考光路(6)經(jīng)合束器(8)匯合成一路，共同入射數(shù)字式相位共軛鏡(9)；所述的生物樣品(7)由第一生物組織層(701)和第二生物組織層(702)構(gòu)成，所述的第二生物組織層(702)的外表面通過所述的第一成像透鏡(505)成像到空間光調(diào)制器(902)的表面上，經(jīng)該空間光調(diào)制器(902)表面的反射光經(jīng)所述的分束器(901)反射后通過所述的第二成像透鏡(903)成像到相機(904)上，所述的參考光路被所述的合束器(8)反射后的光與空間光調(diào)制器(902)表面垂直；所述的相機(904)、空間光調(diào)制器(902)與所述的計算機(10)通過電纜線連接并進行數(shù)據(jù)傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要2所述的雙層生物散射組織間實現(xiàn)三維光場的調(diào)控裝置，其特征在于激光器(1)的波長是可見光或近紅外。

4.根據(jù)權(quán)利要2所述的雙層生物散射組織間實現(xiàn)三維光場的調(diào)控裝置，其特征在于所述的生物樣品(7)是由透明層間隔開的兩層生物散射組織構(gòu)成，所述的透明層為透明氣體層，透明液體層或透明膠體層，所述的兩層生物散射組織為胃腔、腸腔、動物卵或甲殼類昆蟲。