[发明专利]具有多个偏移的干涉仪

说明书

本发明涉及一种设备，例如数字全息显微镜(1)，用于获取和处理利用第一偏移测量的测量对象的第一总图像，其中，提供了用于利用至少一个不同于第一偏移的偏移来产生至少一个另外的总图像的装置。

技术领域

本发明涉及一种用于扩展在测量中的、尤其是利用数字全息显微镜的全息或干涉测量中的唯一性范围的设备和方法。

本发明涉及一种用于获取和处理被测对象的总图像的设备和方法，该被测对象也可以被称为测量对象，尤其是细胞结构或待检验对象，本发明尤其涉及一种数字全息显微镜(digitales holographisches Mikroskop,DHM)。

背景技术

传统上，合成波长概念的应用是通过评估具有两个或更多个不同波长的图像来实现的。

对于细胞和细胞团块的有效3D测量来说，大的深度测量范围是有利的。而且，在除细胞之外还检测流体中(例如体液和/或分泌物中)的固体时，大的深度测量范围也是有利的。在单波长干涉仪中，深度测量范围被限于一个波长。因此，为了增加测量范围，经常使用略微不同的第二波长。因此将采集两个独立的干涉图。对于被组合的合成波长的测量来说的唯一性范围是波长的最小公倍数除以波长差。以术语“合成波长”来描述该过程。

发明内容

本发明的目的是改进尤其是数字全息显微镜(DHM)的检测设备以及尤其与其相关的图像处理方法，使得在测量时，尤其是全息测量时，唯一性范围得到改善。尤其地，应该获得测量对象的深度或厚度信息。

根据第一方面，提出了一种用于获取和处理利用第一偏移测量的测量对象的第一总图像的设备，其例如是干涉仪或数字全息显微镜，其中，具有用于利用与第一偏移不同的至少一个偏移生成至少一个另外的总图像的装置。

在干涉仪中，通过将两个光束相对彼此倾斜来产生条纹图案。在光束中有平面波的情况下，这样就产生了等距的条纹图案，其中，条带间隔取决于两个光束的倾斜角度。在本发明的情况中，光在干涉仪中聚焦，其中，焦点在“棱镜式”偏转镜中。该焦点则是由后续L2镜头准直的光源，使得又产生了几乎平面的波，然而其也携带对象信息。由于棱镜式偏转镜中的横向偏移，该光源的位置可以移动，这就会影响或确定所准直的光的光倾斜。

根据第二方面，提出了一种用于获取包括不同成像模式的叠加信息部分并且借助于根据本发明的设备测量的总图像的方法，该设备例如是数字全息显微镜，该总图像是例如生物细胞结构的、细胞团块的、医学样本和/或体液中的固体、沉淀物和/或微晶体和/或目标空间中的分泌物的总图像，该方法包括借助于计算装置执行的可变地调节偏移的步骤，其中尤其是借助于双折射板的倾斜来实现可变的调节。

根据第三方面，提出了一种用于在物镜空间中利用第一和第二获取设备联合评估例如生物细胞结构的总图像的方法，该总图像通过根据本发明的设备(例如数字全息显微镜)测量，其中，通过计算装置确定生物细胞结构的偏振效果。

根据第四方面，提出了一种表征样本的方法，其中，通过根据本发明的设备测量样本。

偏移尤其表示延迟差分，尤其是相干光的波前相对于彼此在空间上以该延迟差分移位或偏移。偏移在英文中为“offset”。因为，根据本发明，借助于光学元件(例如透镜)来设定的偏移引起波前的方向朝向彼此地发生改变，从而波前以一定角度叠加。在英语中，这种角度被称为“剪切”角度。偏移和角度在物理上是彼此相关的，尤其是通过引起方向改变的透镜的焦距来实现。例如，“角度与偏移/透镜焦距的商成比例”的关系可以描述这种物理关系。

新提出的解决方案在于，为了增加干涉仪中干涉测量的唯一性范围，为光场的不同偏振方向选择不同的光束偏移，这些不同的光束偏移使得然后在相互倾斜的光束叠加时产生干涉图中的不同条纹宽度。在示例中所示的干涉仪中选择的光束偏移越大，条纹宽度或条纹间隔越小。