[发明专利]一种具有可变分辨率的数字全息显微镜

说明书

本申请公开了一种具有可变分辨率的数字全息显微镜，包括：升降台，用于安装相干点光源；相干点光源，用于提供相干光并照射被观测物；被观测物为半透明物体；直接透过被观测物透明区域的光波为参考光；经被观测物衍射的光波为物光；图像传感器，用于记录参考光和物光发生干涉时产生的全息干涉条纹；控制电路，用于控制升降台和图像传感器，以调节显微分辨率和得到被观测物的三维信息。本申请使用相干点光源照射半透明物体，能够缩小全息干涉波前记录距离，使用透过物体的直透光为参考光，经物体衍射后的光波为物光，减小了记录光路的复杂度，并且使用图像传感器和控制电路能够实现高分辨率的三维显微成像，具有体积小、携带方便、结构简单等优点。

技术领域

本发明涉及光学显微成像技术领域，特别是涉及一种具有可变分辨率的数字全息显微镜。

背景技术

全息技术是一种记录“物光”与“参考光”的干涉条纹，进而实现对“物光波前”完整重建的技术。采用全息技术对微小的物体进行显微观测，能够全面的获得被观测物体的光场信息。

目前，传统光学显微镜一般是采用物镜和目镜的配合实现对被观测物的放大成像，具有结构复杂、装置笨重、不易携带等特点。同时，传统光学显微镜只能够获取被观测物的明暗图像，其表面高度等三维信息无从而知。

因此，如何减小显微镜复杂度、缩小体积、提高三维信息分辨率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有可变分辨率的数字全息显微镜，可以实现高分辨率的三维显微成像，且体积小、携带方便、结构简单。其具体方案如下：

一种具有可变分辨率的数字全息显微镜，包括：

升降台，用于安装相干点光源，控制所述相干点光源的上下移动；

所述相干点光源，用于提供相干光并照射被观测物；所述被观测物为半透明物体；直接透过所述被观测物透明区域的光波为参考光；经所述被观测物衍射的光波为物光；

图像传感器，用于记录所述参考光和所述物光发生干涉时产生的全息干涉条纹；

控制电路，分别与所述升降台和所述图像传感器连接，用于控制所述升降台和所述图像传感器，以调节显微分辨率和得到所述被观测物的三维信息。

优选地，在本发明实施例提供的上述具有可变分辨率的数字全息显微镜中，所述相干点光源、所述被观测物和所述图像传感器的中心点位于同一轴线上。

优选地，在本发明实施例提供的上述具有可变分辨率的数字全息显微镜中，所述控制电路具体包括分辨率调节单元和三维信息重建单元；

所述分辨率调节单元，用于控制所述升降台，通过调节所述相干点光源与所述被观测物之间的距离实现所述被观测物的放大投影，以调节显微分辨率；

所述三维信息重建单元，用于通过波前重建算法完成对所述被观测物的三维重建，以及使用单幅全息图的去共轭算法消除共轭像和直流像。

优选地，在本发明实施例提供的上述具有可变分辨率的数字全息显微镜中，还包括：

显示器，通过传输电缆与所述控制电路连接。

优选地，在本发明实施例提供的上述具有可变分辨率的数字全息显微镜中，还包括：

内部安装有所述图像传感器的遮光罩。

优选地，在本发明实施例提供的上述具有可变分辨率的数字全息显微镜中，所述遮光罩包括遮光筒和光阑；

所述遮光筒，用于防止杂光进入所述图像传感器；

所述光阑，与所述图像传感器正对，用于将所述参考光和所述物光进入所述图像传感器。