[實用新型]一種新型可變焦數字全息顯微鏡

有效

• 申請號: 201820720527.5
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN208297941U
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 張旭輝;許之敏
• 申請（專利權）人: 許之敏
• 主分類號: G03H1/00
• 分類號: G03H1/00;G03H1/04
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 劉曉暉

本實用新型公開了一種新型可變焦數字全息顯微鏡。光源發出的線偏振光經二分之一波片和偏振分光棱鏡后分為物光束和參考光束，物光束經過反射鏡反射后依次經過非偏振分光棱鏡、透鏡和物鏡后平行出射于樣品表面，樣品的反射光經過物鏡和透鏡后仍為平面波，經非偏振分光棱鏡反射后與參考光束在相機表面干涉；參考光束依次經四分之一波片透射、第一平面鏡反射、四分之一波片再次透射、偏振分光棱鏡透射、第二平面鏡反射和非偏振分光棱鏡透射后與物光束在相機表面干涉成全息圖像。本實用新型利用移動物鏡前透鏡而不需移動物鏡位置的方式獲取全息圖像，使系統得到簡化。屬于數字全息成像技術領域，可用于三維實時形貌測量。

技術領域

本實用新型屬于顯微鏡技術領域，涉及一種新型可變焦數字全息顯微鏡。

背景技術

在數字全息顯微技術中，使用物光與參考光均為平行光產生干涉的方案可以簡化算法。現有數字全息顯微鏡在切換不同倍率物鏡時，需要調整物鏡和樣品位置達到平行光照射樣品和樣品成像的目的。在移動兩者的同時需要移動參考光光路的反射鏡達到匹配光程差的作用，導致獲取全息圖像較為復雜和顯微鏡需移動部件(物鏡、樣品、延時系統)過多而增加成本。對移動部件的精度要求也導致整個系統實現起來較為困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種新型可變焦數字全息顯微鏡。反射式數字全息顯微鏡的光源發出的線偏振光經二分之一波片和偏振分光棱鏡后分為兩束偏振態垂直的光波，其中一束透射光束作為物光束，另一束經偏振分光棱鏡反射為參考光束；物光束經過反射鏡反射后依次經過非偏振分光棱鏡、透鏡和物鏡后平行出射于樣品表面，樣品的反射光經過物鏡和透鏡后仍為平面波，經非偏振分光棱鏡反射后與參考光束在相機表面干涉；參考光束依次經四分之一波片透射、第一平面鏡反射、四分之一波片再次透射、偏振分光棱鏡透射、第二平面鏡反射和非偏振分光棱鏡透射后與物光束在相機表面干涉成全息圖像。物鏡切換時其位置固定不變，精確移動物鏡前透鏡位置可以達到物鏡的平面波出射。樣品和第二反射鏡位置只需稍微調整即可產生平行光干涉和在相機表面成像。

透射式數字全息顯微鏡的光源發出的線偏振光經二分之一波片和偏振分光棱鏡后分為兩束偏振態垂直的光波，其中一束透射光束作為物光束，另一束經偏振分光棱鏡反射為參考光束；物光束經過反射鏡反射后照射于樣品表面，由物鏡收集后，依次經過透鏡準直、非偏振分光棱鏡反射后入射相機；另一束參考光束穿過四分之一波片經第一平面鏡反射后，再次透過四分之一波片和偏振分光棱鏡，依次經過第二平面鏡反射、非偏振分光棱鏡透射后入射相機，與物光束干涉后產生含有樣品表面信息的干涉條紋。物鏡切換時只需精確調整透鏡位置即可達到物鏡平面波出射的目標，樣品和第二反射鏡位置只需稍微調整即可產生平行光干涉和在相機表面成像。

進一步，四分之一波片的光軸與光路平面呈45度。

進一步，光源包括發光源，發光源為半導體激光器、氣體激光器、LED、Super LED，發光源發出的光經過針孔內的第一聚焦透鏡和第二聚焦透鏡。

進一步，光源由激光器發出光通過光纖耦合輸出后經第三聚焦透鏡準直至合適光斑大小后輸出。

進一步，光源為線偏振光源。

進一步，選用擴束鏡將棱鏡的入射光斑和出射光斑進行擴束。

本實用新型有益效果是提高了系統的集成度并簡化了物鏡切換時光路調節的復雜程度。不同于傳統的調節物鏡和樣品位置以達到獲取全息圖像的目的，本實用新型利用移動物鏡前透鏡而不需移動物鏡位置的方式獲取全息圖像，使系統得到簡化。屬于數字全息成像技術領域，可用于三維實時形貌測量。

附圖說明

圖1是反射式數字全息顯微鏡系統示意圖；

圖2是透射式數字全息顯微鏡系統示意圖；

圖3是激光器經空間濾波器濾波后由透鏡準直組成光源；