[發(fā)明專利]一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910551374.5
• 申請(qǐng)日: 2019-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110248063A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖翰宇;費(fèi)鵬;康天譽(yù);蔣宇軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N5/225
• 分類號(hào): H04N5/225
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，包括：照明單元(1)、光纖耦合單元(2)、濾波單元(3)和探測(cè)成像單元(4)；

所述照明單元(1)，用于輸出紅、綠、藍(lán)三色窄帶光；

所述光纖耦合單元(2)，用于將所述紅、綠、藍(lán)三色窄帶光耦合入同一光纖中，輸出復(fù)合光；

所述濾波單元(3)，用于對(duì)所述光纖輸出的復(fù)合光進(jìn)行空間域?yàn)V波和頻域?yàn)V波后，照射在樣本上；

所述探測(cè)成像單元(4)，用于接收所述樣本經(jīng)過(guò)照射后產(chǎn)生的初始圖像，并對(duì)所述初始圖像進(jìn)行解調(diào)和高分辨還原。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，所述紅、綠、藍(lán)三色窄帶光線寬在18nm至35nm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，所述光纖耦合單元，包括光源光纖耦合子單元和光纖合路耦合子單元；

所述光源光纖耦合子單元，用于分別將紅、綠、藍(lán)三色窄帶光耦合進(jìn)三根光纖；

所述光纖合路耦合子單元，用于將三根光纖中的三色窄帶光耦合進(jìn)同一光纖中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，所述光源光纖耦合子單元為漸變折射率棒狀透鏡；所述光纖合路耦合子單元為3x1的光纖耦合器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，所述濾波單元采用50-100um量級(jí)的小孔進(jìn)行空間域?yàn)V波，采用帶寬小于或等于±10nm的濾光片進(jìn)行頻域?yàn)V波，所述小孔和濾光片緊貼，并且與所述成像探測(cè)單元的距離在3-5cm之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，所述成像探測(cè)單元對(duì)初始圖像進(jìn)行解調(diào)的過(guò)程中，采用以下矩陣以消除顏色串?dāng)_；

其中，M_red、M_green、M_blue分別表示紅綠藍(lán)光測(cè)量的二維強(qiáng)度矢量，R_red、R_green、R_blue分別表示紅綠藍(lán)光的實(shí)際二維強(qiáng)度矢量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像裝置，其特征在于，所述探測(cè)成像單元為Foveon X3傳感器，且其像元尺寸小于或等于2.2um。

8.一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像方法，其特征在于，包括：

(1)將紅、綠、藍(lán)三色窄帶光源耦合入同一光纖中，輸出復(fù)合光；

(2)將輸出的復(fù)合光進(jìn)行空間域?yàn)V波和頻域?yàn)V波后照射在樣本上，得到初始圖像；

(3)對(duì)所述初始圖像進(jìn)行解調(diào)，得到三幅全息圖；

(4)對(duì)得到的三幅全息圖進(jìn)行圖像高分辨還原，得到彩色全息圖。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像方法，其特征在于，所述紅、綠、藍(lán)三色窄帶光線寬在18nm至35nm之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于無(wú)透鏡顯微系統(tǒng)的彩色相干成像方法，其特征在于，對(duì)初始圖像進(jìn)行解調(diào)的過(guò)程中，采用以下矩陣以消除顏色串?dāng)_；

其中，M_red、M_green、M_blue分別表示紅綠藍(lán)光測(cè)量的二維強(qiáng)度矢量，R_red、R_green、R_blue分別表示紅綠藍(lán)光的實(shí)際二維強(qiáng)度矢量。