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专利号: 2019110904698
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,其特征是:它包括基于F‑P腔的数字全息图记录、相移法计算相位分布、解包裹、三维相位分布重建和三维折射率转换,在F‑P腔中放入待测样品,在θ=0时,通过计算机控制锆钛酸铅压电陶瓷换能器PZT作为相移工具,改变F‑P腔的腔长,记录含有待测样品信息的最优的数字全息图,获得N幅相移全息图,得到N幅透射光的光强分布,代入推导公式

其中,Ii为N幅相移全息图中第i幅的光强分布,δ为相位分布,可以得到相应角度时只含有待测样品信息的相位分布δ,对相位分布进行解包裹处理,旋转待测样品,记录不同角度时的N幅相移全息图,依次代入推导公式(1)得到该角度时的只含有待测样品信息的相位分布,对所有角度的相位分布做iRadon变换,即可重建待测样品的三维相位分布δ(x,y,z),由转换公式

其中,n(x,y,z)为待测样品内部的折射率分布,z轴是光束传播的方向,λ为光源的波长,n0为周围的环境介质的折射率,可以转换得到待测样品的高分辨率三维折射率分布n(x,y,z)。

2.根据权利要求1所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,其特征是:适用于包括基于F‑P腔的数字全息记录光路、待测样品、控制模块和计算显示模块的测量系统,所述基于F‑P腔的数字全息记录光路包括光源,扩束器,F‑P腔,锆钛酸铅压电陶瓷换能器PZT,显微物镜,图像采集器,所述待测样品为光学透明物体,所述控制模块由计算机、仪器控制单元和仪器控制接口组成,对PZT、图像采集器、旋转控制平台进行控制和操作,完成包含待测样品信息的数字全息图记录,所述计算显示模块,对记录的数字全息图进行程序处理,并在线显示待测样品的三维折射率分布信息。

3.根据权利要求2所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,所述待测样品位于数字全息记录光路中的F‑P腔中。

4.根据权利要求2所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,F‑P腔的腔长大于待测样品的直径,F‑P腔的界面反射率在0~1之间。

5.根据权利要求2所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,F‑P腔具有不同长度的腔长,并且可以通过计算机控制PZT作为相移工具,改变F‑P腔的腔长。

6.根据权利要求1所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,待测样品可以是具有任意三维折射率分布的光学透明物体。

7.根据权利要求1所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,相移步数为3,4,

5,…,N‑1,N步。

8.根据权利要求1所述的基于F‑P腔的相移相位显微成像新方法,主要包括以下步骤:第一步:在F‑P腔中放入待测样品,第二步:控制模块控制PZT工作,记录该角度时放入待测样品后透射光的最优数字全息图,并截取一定大小,获得N幅相移全息图,第三步:N幅相移全息图,代入推导公式(1)得到其相位分布,第四步:对相位分布进行解包裹处理,得到该角度只含有待测样品信息的相位分布,第五步:控制模块控制旋转控制平台,使待测样品转动一周,依次重复第二步~第四步,即可得到待测样品不同角度时各个截面上的相位分布,第六步:通过计算显示模块,依次将各个截面上所有角度的待测样品的相位分布,进行iRadon变换,即可重建得到待测样品的三维相位分布δ(x,y,z),第七步:根据转换公式(2),可转换得到待测样品的高分辨率三维折射率分布,通过计算显示模块,即可在线显示待测样品的高分辨率三维折射率分布n(x,y,z)。