[发明专利]偏振态层析显微成像装置及方法有效

专利信息
申请号: 201310064901.2 申请日: 2013-02-28
公开(公告)号: CN103134756A 公开(公告)日: 2013-06-05
发明(设计)人: 唐珮珺;唐志列 申请(专利权)人: 华南师范大学
主分类号: G01N21/21 分类号: G01N21/21
代理公司: 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 代理人: 方振昌
地址: 510006 广东省广州*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 偏振 层析 显微 成像 装置 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及偏振态测量及偏振态显微成像领域,特别是偏振态层析显微成像装置及方法。

背景技术

偏振光成像技术广泛用于矿物、化学、生物医学、材料等学科领域。近年来,偏振光成像技术用于遥感成像方面也取得重要进展,在目标的成像和识别过程中,对于那些颜色和反射强度相同但质料不同的目标,它们的偏振特性往往不同,这些目标在单纯的强度成像中基本无法识别。而偏振光成像技术通过提取与物质发生相互作用后的光束的偏振信息,来获得物体的偏振特性图像,比单纯的强度成像记录了更多的信息,能够提供关于目标的各种特性,如颜色、表面取向、折射率、表面电导率、表面粗糙度等等,具有独特的辨别能力。然而,传统的偏振光成像技术只是以光的偏振态的某个投影作为成像物理量进行成像,无法获得目标的全部偏振信息,特别是,即使在目标完全相同的情况下,由于选取不同的偏振镜或者偏振镜的取向不同,所获得的图像也不相同,获得的信息不全,因此,无法由图像的变化来判断目标的变化,甚至引起误判。

发明内容

为了解决上述的技术问题,本发明的目的是提供一种可全面获得被测样品的全方位的偏振信息的偏振态层析显微成像装置,本发明的另一目的是提供一种可全面获得被测样品的全方位的偏振信息的偏振态层析显微成像方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

偏振态层析显微成像装置,包括:激光器、偏振发生器、半反半透镜、显微物镜、第一分束器、第二分束器、第三分束器、四分之一波片、第一斯托克斯系统、第二斯托克斯系统、第三斯托克斯系统、第四斯托克斯系统、数据采集模块、计算机、驱动模块以及用于安装被测样品的X-Y扫描平台;

所述激光器发出的激光经偏振发生器后得到偏振激光并入射到半反半透镜,从半反半透镜反射的偏振激光通过显微物镜聚焦到被测样品上并发生反射,从被测样品反射的偏振激光依次通过显微物镜及半反半透镜入射到第一分束器上,并分成光强相等的第一光束及第二光束,所述第一光束入射到第二分束器并分成光强相等的第三光束及第四光束,所述第二光束入射到第三分束器并分成光强相等的第五光束及第六光束;

所述第三光束通过四分之一波片入射到第一斯托克斯系统,所述第四光束入射到第二斯托克斯系统,所述第五光束入射到第三斯托克斯系统,所述第六光束入射到第四斯托克斯系统,所述第一斯托克斯系统、第二斯托克斯系统、第三斯托克斯系统及第四斯托克斯系统均与数据采集模块连接,所述数据采集模块与计算机连接,所述计算机通过驱动模块与X-Y扫描平台连接。

进一步,所述第一斯托克斯系统包括第一偏振分析器、第一聚光镜、第一针孔及第一光电探测器,所述第一偏振分析器、第一聚光镜、第一针孔及第一光电探测器沿光路前进方向依次设置且处于同一光轴上,所述第一针孔位于第一聚光镜的焦点处;

所述第二斯托克斯系统包括第二偏振分析器、第二聚光镜、第二针孔及第二光电探测器,所述第二偏振分析器、第二聚光镜、第二针孔及第二光电探测器沿光路前进方向依次设置且处于同一光轴上,所述第二针孔位于第二聚光镜的焦点处;

所述第三斯托克斯系统包括第三偏振分析器、第三聚光镜、第三针孔及第三光电探测器,所述第三偏振分析器、第三聚光镜、第三针孔及第三光电探测器沿光路前进方向依次设置且处于同一光轴上,所述第三针孔位于第三聚光镜的焦点处;

所述第四斯托克斯系统包括第四偏振分析器、第四聚光镜、第四针孔及第四光电探测器,所述第四偏振分析器、第四聚光镜、第四针孔及第四光电探测器沿光路前进方向依次设置且处于同一光轴上,所述第四针孔位于第四聚光镜的焦点处。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:

偏振态层析显微成像方法,包括:

S1、对激光进行偏振得到偏振激光后,将偏振激光通过显微物镜聚焦到安装在X-Y扫描平台上的被测样品;

S2、偏振激光在被测样品上发生反射,进而通过显微物镜后以平行光出射;

S3、将该出射的平行光分成光强相等的第一光束及第二光束后,将第一光束分成光强相等的第三光束及第四光束,并将第二光束分成光强相等的第五光束及第六光束;

S4、将第三光束通过四分之一波片后对其进行偏振态检测,同时分别对第四光束、第五光束及第六光束进行偏振态检测,并将四个光束的偏振态检测结果发送到数据采集模块;

S5、对四个光束的偏振态检测结果进行处理,获得被测样品在显微物镜焦点处的被测点的三个斯托克斯参量,并对该三个斯托克斯参量进行处理后,获得被测点的偏振色度值;

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