[發明專利]一種干涉顯微成像方法及干涉顯微鏡

在審

• 申請號: 202010431543.4
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111474141A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 杜凱;李俊;王金玉;尹韶云;熊亮;鄒錢生;王浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01N21/01
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王美蘭

本發明提供一種干涉顯微成像方法及干涉顯微鏡，具體地，一種干涉顯微鏡，包括光源發生裝置、補償干涉腔，探測臂、信號采集與處理單元；補償干涉腔接收光源發生裝置產生的光束并進行反射后成為反射光束進入所述探測臂；所述探測臂對所述反射光束進行聚焦形成樣品光，并將樣品光發送給所述信號采集與處理單元；其中，所述探測單元設有第二顯微物鏡，所述第二顯微物鏡用于將光聚焦于樣品上并將所述樣品的結構信息調制成光線返回。該干涉顯微鏡，通過在補償干涉腔中插入第一顯微物鏡，使參考光與樣品光均經過完全相同的顯微物鏡只是順序不一樣，保證樣品光和參考光的光程完全相等，避免了因經過光學器件的不一致導致的干涉面上有些點不等光程。

技術領域

本發明屬于一種干涉顯微成像技術，具體涉及一種干涉顯微成像方法及干涉顯微鏡。

背景技術

干涉顯微鏡是一種采用相干光干涉技術的顯微鏡，相比于傳統顯微鏡可以看到透明樣品組織的結構分布。其采用干涉原理將相位差分布轉化為強度分布供肉眼觀察。采用寬光譜光源的低相干性還能實現光學切片，其只對特定光程范圍內的樣品薄片成像，切片厚度取決于光源的時間相干長度。采用低相干干涉技術的顯微鏡已經應用于集成電路顯微檢測、臨床病理診斷等領域，具有非接觸、無損檢測的優點。

當前低相干干涉顯微鏡(專利201680034161.X)多采用 Michelson干涉結構，在參考臂與樣品臂之間插入顯微鏡。該結構屬分光路結構，當兩臂相隔較遠時，在環境震動下將會形成不同的相位變化，這嚴重影響了正常的干涉圖樣采集，從而無法獲取高質量的樣品結構圖。實踐中常加入氣浮平臺過濾掉環境干擾，因而體積龐大，使用不便，限制了其實際實用場景。也有采用Mirau物鏡的共光路干涉系統，但當數值孔徑較大時其里面的分束板將會造成很大的像差(Stanley Siu-chor Chim,G S Kino.Correlation microscope [J].Opt.Lett.,1990,15(10):579-581.)，給Mirau物鏡的結構設計帶來了很大的困難。

采用共光路結構的干涉系統因參考光與樣品光在同一通道里傳輸，外部干擾造成的相位變化不會改變相位差因而干涉圖樣穩定，具有抗干擾的結構優勢。除上面采用Mirau物鏡的共光路設計外，還有一些采用兩個干涉儀串聯的共光路設計(如Benoita laGuillaume E,Martins F,Boccara C,et al.High-resolution handheld rigidendomicroscope based on full-field optical coherence tomography[J].Journal ofbiomedical optics)，這些設計要么物鏡數值孔徑不能做得太大，要么參考光路與樣品光路不能完全對稱從而帶來附加的光程差。

為了改善當前干涉顯微鏡存在的一些缺陷，本發明提出一種完全對稱的光路設計，參考光與樣品光經過完全相同的路徑，只是順序不一樣，消除了系統結構帶來的附加光程差，同時數值孔徑不受限制，對環境震動不敏感。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種干涉顯微鏡，該干涉顯微鏡，通過在補償干涉腔中插入第一顯微物鏡，保證樣品光和參考光的光程完全相等，避免了因經過光學器件的不一致導致的干涉面上有些點不等光程。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種干涉顯微鏡，包括光源發生裝置、補償干涉腔，探測臂、信號采集與處理單元；

所述補償干涉腔接收所述光源發生裝置產生的光束并進行反射后成為反射光束進入所述探測臂；

所述探測臂對所述反射光束進行聚焦形成樣品光，并將所述樣品光發送給所述信號采集與處理單元；其中，所述探測單元設有第二顯微物鏡，所述第二顯微物鏡用于將光聚焦于樣品上并將所述樣品的結構信息調制成光線返回。

進一步地，所述光源發生裝置包括一具有光譜寬度的發光器件和第一透鏡。