[發明專利]一種基于LED的部分相干反射式離軸數字全息微納測量系統

有效

• 申請號: 202210922470.8
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115327876B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 王陳;孟憲昱
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G03H1/00
• 分類號: G03H1/00;G03H1/04;G02B27/28;G02B27/42
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種基于LED的部分相干反射式離軸數字全息微納測量系統，其特征在于，包括光源發生及準直模塊、偏振測量模塊、物參光光柵衍射分離模塊、空間偏振濾波模塊、偏振干涉模塊和圖像采集模塊，其中，

所述光源發生及準直模塊用于發出部分相干的LED光，并進行濾光與準直；

所述偏振測量模塊用于得到相互垂直的兩個不同偏振方向的物光和參考光；

所述物參光光柵衍射分離模塊用于將來自偏振測量模塊的物光及參考光進行衍射，得到不同衍射級次的衍射光；所述物參光光柵衍射分離模塊包括正弦衍射光柵（10）和第二雙膠合透鏡（11）；所述正弦衍射光柵（10）放置在第二雙膠合透鏡（11）的前焦面上；

所述空間偏振濾波模塊用于將來自物參光光柵衍射分離模塊的不同衍射級次的衍射光進行偏振濾波，得到偏振的零級物光及正一級參考光；

所述偏振干涉模塊用于將來自空間偏振濾波模塊的物光及參考光進行偏振處理，使相互垂直的兩個偏振態的物光和參考光產生偏振干涉；

所述圖像采集模塊用于采集由所述偏振干涉模塊產生的干涉條紋，得到全息圖。

2.根據權利要求1所述的基于LED的部分相干反射式離軸數字全息微納測量系統，其特征在于，所述光源發生及準直模塊包括LED光源（1）及沿著光路設置的顯微物鏡（2）、第一光闌（3）及第一雙膠合透鏡（4）。

3.根據權利要求1所述的基于LED的部分相干反射式離軸數字全息微納測量系統，其特征在于，所述偏振測量模塊包括第一偏振片（5）、第二偏振片（6）、第一非偏振分光棱鏡（7）、第一反射鏡（8）及待測樣品臺（9），所述第一非偏振分光棱鏡（7）的透射光路為物光光路，第一非偏振分光棱鏡（7）的反射光路為參考光光路；

所述待測樣品臺（9）位于第一非偏振分光棱鏡（7）的物光光路上，與第一非偏振分光棱鏡（7）之間的距離可調，第一偏振片（5）位于待測樣品臺（9）與第一非偏振分光棱鏡（7）之間；所述第一反射鏡（8）位于第一非偏振分光棱鏡（7）的參考光光路上，第二偏振片（6）位于第一反射鏡（8）與第一非偏振分光棱鏡（7）之間；所述第一偏振片（5）和第二偏振片（6）的偏振方向垂直。

4.根據權利要求1所述的基于LED的部分相干反射式離軸數字全息微納測量系統，其特征在于，所述空間偏振濾波模塊包括第二非偏振分光棱鏡（12）、第二光闌（13）、第三光闌（17）、第三偏振片（16）、第四偏振片（20）、第三雙膠合透鏡（15）、第四雙膠合透鏡（19）、第二反射鏡（14）和第三反射鏡（18），所述第三雙膠合透鏡（15）、第四雙膠合透鏡（19）的焦距相等；

所述第二非偏振分光棱鏡（12）放置在所述物參光光柵衍射分離模塊中第二雙膠合透鏡（11）的一個焦距以內，用于將來自物參光光柵衍射分離模塊中的衍射光分為兩個垂直的光，分別沿第二非偏振分光棱鏡（12）的透射光路和反射光路傳播；所述第二光闌（13）、第二反射鏡（14）、第三雙膠合透鏡（15）、第三偏振片（16）依次放置在第二非偏振分光棱鏡（12）的透射光路上，所述第三光闌（17）、第三反射鏡（18）、第四雙膠合透鏡（19）、第四偏振片（20）依次放置在第二非偏振分光棱鏡（12）的反射光路上；

所述第二光闌（13）和第三光闌（17）均位于第二雙膠合透鏡（11）的后焦面上，所述第三雙膠合透鏡（15）與第二光闌（13）的間距為一個焦距，所述第四雙膠合透鏡（19）與第三光闌（17）的間距為一個焦距；所述第三偏振片（16）和第四偏振片（20）的偏振方向垂直。

5.根據權利要求4所述的基于LED的部分相干反射式離軸數字全息微納測量系統，其特征在于，所述第三偏振片（16）的偏振方向與偏振測量模塊的物光光路中的第一偏振片（5）的偏振方向一致，所述第四偏振片（20）的偏振方向與偏振測量模塊的參考光光路中的第二偏振片（6）的偏振方向一致。