[发明专利]全偏振测量显微镜

说明书

本发明公开了一种全偏振测量显微镜，其特征在于，包括沿入射光方向依次设置的准直透镜、滤波片、物镜、偏振调制组合、成像镜以及CCD相机，待测样品设置在所述滤波片和所述物镜之间，所述物镜和成像镜具有放大倍数；其中，所述偏振调制组合包括沿入射光方向依次设置的第一改进型萨瓦偏光镜、半波片、第二改进型萨瓦偏光镜以及偏振片。本发明采用静态的偏振调制组合替代光电调制系统或者旋转系统，只需一次测量，便可获取目标全部的偏振信息。

技术领域

本发明涉及光学图像处理领域。更具体地说，本发明涉及一种全偏振测量显微镜。

背景技术

用于测量样品偏振的偏振光学显微镜对于提高生物技术的研究水平及医学临床检测具有重要应用价值，但是目前一般采用旋转器件或者电控调制器件与显微镜结合，这种结构存在以下不足：

1.需要多次测量，才能获取目标的全部偏振图像；

2.多次测量易产生测量误差；

3.测量系统含有精密的电控设备，系统相对复杂和昂贵；

4.不能对活体目标或者运动场景进行实时探测。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种只需一次测量，便可获取目标全部的偏振信息的全偏振测量显微镜。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种全偏振测量显微镜，包括沿入射光方向依次设置的准直透镜、滤波片、物镜、偏振调制组合、成像镜以及CCD相机，待测样品设置在所述滤波片和所述物镜之间，所述物镜和成像镜具有放大倍数；

其中，所述偏振调制组合包括沿入射光方向依次设置的第一改进型萨瓦偏光镜、半波片、第二改进型萨瓦偏光镜以及偏振片；

光源发出的光通过准直透镜后变成入射方向为Z轴的平行光，所述平行光经过所述滤波片后变成窄带平行光照射到待测样品上，物镜收集穿过待测样品的透射光，所述透射光经过所述第一改进型萨瓦偏光镜后分解成入射方向分别为X轴和Y轴的两束等强度振动的、互相垂直的线偏振光，所述两束线偏振光穿过快轴方向为22.5°的半波片后偏振方向沿着顺时针方向旋转45°，再经过所述第二改进型萨瓦偏光镜后被分解成分别沿X轴和Y轴的等强度振动的四束线偏振光，经过偏振方向为与X轴正方向成22.5°的偏振片后，所述四束线偏振光的偏振方向取向均相同，所述四束线偏振光经过成像镜，即在CCD相机上形成干涉图像。

优选地，所述第一改进型萨瓦偏光镜和所述第二改进型萨瓦偏光镜均包括等厚度的第一单轴晶板、第二单轴晶板以及设置在所述第一单轴晶板和所述第二单轴晶板之间的半波板，所述第一单轴晶板和所述第二单轴晶板的光轴均在XZ平面且与Z轴成45°角，第一单轴晶板的光轴取向分别与X、Z轴正向成45°角；第二单轴晶板的光轴取向分别与X轴正向、Z轴负向成45°角，所述第一单轴晶板和所述第二单轴晶板的光轴互相垂直，所述半波板的光轴与X、Y轴正向成45°角。

优选地，所述干涉图像的强度由公式1表示：

其中，所述S0、S1、S2以及S3分别为四束线偏振光的Stokes分量，Ω为所述偏振调制组合的载频，λ为入射光波长，f为成像镜的焦距，x_i为像面处横坐标、y_i为像面处纵坐标。

优选地，所述物镜为放大倍数为10X、20X、40X的物镜中的一种。

优选地，还包括用于显微镜图像采集时光学输出的摄影输出端口。

本发明至少包括以下有益效果：本发明采用静态的偏振调制组合替代光电调制系统或者旋转系统，只需一次测量，便可获取目标全部的偏振信息，解决了运动目标和动态场景的偏振信息无法实时获取的问题。