[發明專利]一種透射式穆勒矩陣顯微成像系統及方法

有效

• 申請號: 202011075354.4
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112285914B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 馬輝;黃彤宇;廖然;何宏輝;孟若愚;王晶
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/36;G01B9/04
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

1.一種透射式穆勒矩陣顯微成像系統,其特征在于，包括照明單元、起偏調制單元、檢偏調制單元、采集控制單元和數據處理單元；

所述照明單元，用于產生入射光；

所述起偏調制單元，用于接受所述采集控制單元的控制，對所述入射光進行偏振調制從而使所述入射光具有相對應的偏振態，進而對樣品進行照明；

所述檢偏調制單元，包括第一DoFP相機和第二DoFP相機，所述第一DoFP相機和所述第二DoFP相機用于接受所述采集控制單元的控制，同步接收穿過所述樣品的出射光并對所述出射光的偏振態進行檢偏形成圖像數據；

所述照明單元、所述起偏調制單元、所述檢偏調制單元沿著所述入射光的傳輸方向依次設置且光軸相重合；

所述采集控制單元分別與所述起偏調制單元、所述檢偏調制單元的所述第一DoFP相機和所述第二DoFP相機相連；

所述數據處理單元，與所述第一DoFP相機、所述第二DoFP相機相連，接收所述第一DoFP相機、所述第二DoFP相機的所述圖像數據，并處理得到所述樣品的穆勒矩陣陣元圖像。

2.如權利要求1所述的透射式穆勒矩陣顯微成像系統,其特征在于，所述檢偏調制單元還包括物鏡、中繼透鏡、非偏振分束鏡、第二四分之一波片；

所述物鏡和所述中繼透鏡依次用于接收經過所述樣品的出射光并向上傳遞給所述非偏振分束鏡，

所述非偏振分束鏡將所述出射光按照1:1的振幅比進行分束，第一光束經過所述非偏振分束鏡的透射端，第二光束經過所述非偏振分束鏡的反射端；所述第一光束和所述第二光束相互垂直；

所述第二四分之一波片設置在所述非偏振分束鏡與所述第二DoFP相機之間；

所述第一DoFP相機和所述第二DoFP相機型號、成像范圍、分辨率、曝光時間完全相同，并經過了像素級別的圖像配準；

所述第一DoFP相機置于所述第一光束的像面位置，所述第二DoFP相機置于所述第二光束的像面位置。

3.如權利要求2所述的透射式穆勒矩陣顯微成像系統,其特征在于，所述第一DoFP相機和所述第二DoFP相機中相鄰的四個像素前分別固定有不同通光方向的微偏振片陣列并一同構成一個超像素。

4.如權利要求3所述的透射式穆勒矩陣顯微成像系統,其特征在于，所述起偏調制單元包括偏振片、第一四分之一波片和電動精密旋轉位移臺；

所述偏振片和所述第一四分之一波片平行放置，且所述偏振片安裝于所述第一四分之一波片的下方，所述偏振片的通光軸與X1軸相平行；所述第一四分之一波片安裝在所述電動精密旋轉位移臺中，所述第一四分之一波片的快軸初始角度與所述偏振片的通光軸相平行，在測量過程中由所述電動旋轉位移臺帶動所述第一四分之一波片相對于X1軸旋轉至少4個不同的角度，所述照明單元產生的入射光經過所述偏振片和所述第一四分之一波片的偏振調制形成具有偏振態的入射光，然后對所述樣品進行照明；

所述第一DoFP相機的成像平面為X1-Y1平面，所述X1軸平行于所述第一DoFP相機的水平方向，Y1軸平行于所述第一DoFP相機的垂直方向，Z1軸平行于所述第一光束的光軸方向，構成所述第一DoFP相機坐標系X1-Y1-Z1坐標系。

5.一種透射式穆勒矩陣顯微成像方法，其特征在于，采用如權利要求1-4任一所述的透射式穆勒矩陣顯微成像系統，包括如下步驟：

S1：校準檢偏調制單元的非偏振分束鏡；

S2：計算樣品的穆勒矩陣。