[發明專利]一種穆勒顯微偏振像差校準方法及裝置

有效

• 申請號: 201910185842.1
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109901281B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 程雪岷;余杰威;馬輝;李懋林;何宏輝
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36;G02B27/00;G01M11/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明公開一種穆勒顯微偏振像差校準方法及裝置，所述方法包括如下步驟：S1、分別對標準樣本和實驗樣本進行如下圖像采集步驟：使光在經過起偏模塊、樣本、物鏡、檢偏模塊后到達CCD，利用CCD進行圖像采集；其中樣本是指所述標準樣本和實驗樣本；S2、數據采集完整之后對數據進行處理，其算法為特征值校準法，最后計算空氣實驗樣本的穆勒矩陣；其中標準樣本包括：空氣標準樣本、0°偏振片標準樣本、90°偏振片標準樣本和30°波片標準樣本。本發明以特征值校準法為基礎，并采用四種標準樣本用以校準，保證了穆勒顯微鏡的測量精度和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種穆勒顯微偏振像差校準方法及裝置。

背景技術

穆勒顯微鏡是穆勒矩陣測量技術、穆勒矩陣參數提取技術和顯微成像技術的結合，使用穆勒顯微鏡對生物樣本進行偏振成像，能夠在得到樣本圖像信息的同時得到生物樣本的完整的穆勒矩陣。另外使用穆勒矩陣分解技術和穆勒矩陣變換技術對樣本的穆勒矩陣進行處理，即可從樣本的穆勒矩陣中提取出和生物微觀結構密切相關又有明確物理意義的偏振成像參數，比如描述生物樣本纖維化程度和纖維化方向的定量參數。這些參數可以有效地輔助進行病理診斷和對生物生長過程的研究，且與傳統的病理檢測和生物生長過程研究方法相比，具有更高的靈敏度和分辨率。所以穆勒顯微鏡在生物領域，尤其是癌癥檢測方面有著良好的應用前景。

現有技術中，一般選用雙旋轉波片裝置作為穆勒顯微成像設備中的偏振調制模塊。使用該裝置對樣本進行穆勒矩陣測量的過程中存在著一些缺點：(1)穆勒矩陣測量精度依賴于偏振器件的制造精度，存在來自偏振片的透射率和消光比以及波片的透射率參數不理想帶來的系統誤差。(2)如果不能實現光路精準調節，測量結果中就會有由于偏振器件初始位置不準確帶來的系統誤差。(3)偏振調制的精度依賴對波片快軸方向的精確控制，所以測量結果中還存在由于波片快軸方向控制誤差帶來的測量誤差。

穆勒顯微成像設備中其數據處理方法為傅里葉變換法，同時也有基于該數據處理方法的校準算法來減小上述缺點帶來的誤差，但是該校準算法也存在著缺陷，包括信息丟失、二次誤差傳遞、偏振器件初始位置受限，并且該校準算法未考慮在顯微鏡系統中聚光鏡和物鏡帶來的影響，使得算法系統模型不完善，未能克服聚光鏡和物鏡帶來的偏振像差。

發明內容

本發明的目的是提出一種穆勒顯微偏振像差校準方法及裝置，保證穆勒顯微鏡的測量精度和穩定性。

為此，本發明的穆勒顯微偏振像差校準方法包括如下步驟：S1、分別對標準樣本和實驗樣本進行如下圖像采集步驟：使光在經過起偏模塊、樣本、物鏡、檢偏模塊后到達CCD，利用CCD進行圖像采集；其中樣本是指所述標準樣本和實驗樣本；S2、數據采集完整之后對數據進行處理，其算法為特征值校準法，最后計算空氣實驗樣本的穆勒矩陣；其中標準樣本包括：空氣標準樣本、0°偏振片標準樣本、90°偏振片標準樣本和30°波片標準樣本。

在本發明實施例中，還包括如下特征：

起偏模塊和檢偏模塊中波片采用各自獨立旋轉的偏振調制。

起偏模塊和檢偏模塊當中的波片分別處于35°、70°、105°和140°時CCD進行圖像采集，共采集16組圖像。

偏振器件初始時刻主軸方向均平行，起偏和檢偏模塊中波片轉速比為1:1。

每次旋轉的角度基數的為35°及其整數倍。

起偏模塊和檢偏模塊中波片轉速比取整數轉速比。

初始時刻使波片快軸方向與第一個偏振片透光軸方向平行，第二個偏振片透光軸與第一個偏振片透光軸正交。