[发明专利]基于偏振复用实现不等间隔多平面成像的装置及方法

权利要求书

1.一种基于偏振复用实现不等间隔多平面成像的装置，其特征在于：所述装置包括用于分光调制的第一部分和用于聚焦成像的第二部分，第一部分包括光源(1)、起偏器(2)、扩束准直装置(3)、光阑(4)、分光装置(5)、第二分光棱镜(6)及加载有光栅A和光栅B的空间光调制器(8)，各元件沿光路方向依次直线布置；其中，分光装置(5)包括偏振分光棱镜(501)和第一分光棱镜(502)，物光光束r通过分光装置(5)分成两束偏振态相互正交且传输方向一致的线偏振光，且在空间光调制器(8)与第二分光棱镜(6)之间设有用于调整入射光偏振角度的半波片(7)；第二部分包括与半波片(7)、光栅B位于同一直线的第三分光棱镜(10)、第四分光棱镜(12)、将光栅的衍射光聚焦于第四分光棱镜(12)的第一反射镜(9)和第二反射镜(11)、用于成像的光电耦合器件(15)及位于第四分光棱镜(12)和光电耦合器件(15)之间的第一透镜(13)和检偏器(14)。

2.根据权利要求1所述的基于偏振复用实现不等间隔多平面成像的装置，所述空间光调制器(8)的靶面一分为二，光栅A和光栅B分别加载于靶面的两个部分，且光栅A和光栅B均为相位型扭曲光栅。

3.根据权利要求1所述的基于偏振复用实现不等间隔多平面成像的装置，其特征在于：所述扩束准直装置(3)包括用于扩束的显微物镜(301)和用于准直的第二透镜(302)。

4.一种利用权利要求1所述的装置实现不等间隔多平面成像的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)打开光源(1)，将所需光栅加载到空间光调制器(8)上，调整光栅A和光栅B的参数，得到清晰的成像效果；

(b)光源(1)经起偏器(2)调制的线偏振光依次通过样品M的各不同层面，产生的物光光束r由分光装置(5)分成两束偏振态相互正交且传播方向一致的光束r1和光束r2，再经过第二分光棱镜(6)分别照射到空间光调制器(8)上；

(c)光束r2照射到光栅A，产生的衍射光a经第一反射镜(9)反射到第四分光棱镜(12)上；

(d)光束r1照射到光栅B，产生的衍射光b经第三分光棱镜(10)和第二反射镜(11)反射到第四分光棱镜(12)上；

(e)衍射光a和衍射光b经第四分光棱镜(12)汇合，再经由第一透镜(13)聚焦到光电耦合器件(15)接受成像；其中，通过调整第一反射镜(9)和第二反射镜(11)微调衍射级的位置，使光栅A和光栅B产生的0级相互重合，其次，通过调整检偏器(14)的角度选取特定的衍射级，观察样品M的不同深度层面。