[发明专利]高分辨率3-D谱域光学成像设备和方法

权利要求书

1.一种高分辨率光学成像设备，包括：

(i)照明系统，用于利用多波长光束照射要在三个空间维度中成像的样本的连续体积；

(ii)采样系统，用于在傅立叶平面中采样从样本的照射体积反射或散射的光；

(iii)测量系统，用于在采样的反射或散射的光的波长范围内同时捕获相位和幅度信息；以及

(iv)处理器，用于处理相位和幅度信息，以在所述照射体积上构建所述样本的光学特性的三维图像。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器适于使用所述样本的像差的数字重聚焦或数字校正来构建所述三维图像。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述测量系统包括用于将从所述采样系统获取的采样信号分散到二维传感器阵列上的波长分散元件，其中，所述采样系统相对于所述波长分散元件定位，使得在使用中，每个所述采样信号被分散到所述传感器阵列的一组像素上。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述采样系统包括二维小透镜阵列，所述二维小透镜阵列用于对反射或散射的光进行采样，以提供采样点的二维网格。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述光学特性选自包括相位、反射率、折射率、折射率变化和衰减的组。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述测量系统适于捕获所述反射或散射的光的至少第一偏振状态和第二偏振状态的相位和幅度信息。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述光学特性包括双折射或偏振度。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，对应于所述照射体积的照明表面的面积小于或等于500μm×500μm。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，对应于所述照射体积的照明表面的面积小于或等于200μm×200μm。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述三维图像具有3μm或更好的空间分辨率。

11.一种用于执行样本的高分辨率光学成像的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)用多波长光束照射要在三个空间维度上成像的样本的连续体积；

(ii)在傅立叶平面中对从所述样本的照射体积反射或散射的光进行采样；

(iii)在采样的反射或散射的光的波长范围内同时捕获相位和幅度信息；并且

(iv)处理相位和幅度信息，以在所述照射体积上构建所述样本的光学特性的三维图像。

12.一种包括具有计算机可读程序代码的计算机可用介质的制品，所述计算机可读程序代码被配置为操作根据权利要求1至10中任一项所述的设备或者实现根据权利要求11所述的方法。