[发明专利]共光路F-P腔相位增强型细胞吸收率三维测试新方法

说明书

本发明提供的是一种共光路F‑P腔增强型细胞吸收率三维测试新方法。其特征是：它包括基于F‑P腔的数字全息图记录、数值重建、误差处理和三维吸收率分布重建。本发明主要提供一种共光路F‑P腔增强型细胞吸收率三维测试新方法，相比传统的显微成像方法，具有更高的灵敏度。本发明具有结构简单、灵敏度高、测量精确的优点。本发明可用于生物细胞的高分辨率三维显微成像，可广泛应用于光学透明物体的无损、无标记、非接触式的三维层析成像等。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种共光路F-P腔相位增强型细胞吸收率三维测试新方法，可用于生物细胞的高分辨率三维显微成像，可广泛应用于光学透明物体的无损、无标记、非接触式的三维层析成像等，属于显微成像技术领域。

(二)背景技术

待测细胞的三维吸收率分布，是其一种重要的固有属性，对于光学透明的待测细胞来说，三维吸收率分布，可以反映样品的微结构、密度等信息，因此要实现无损、无标记、非接触式的三维层析成像。

在当代的生命科学研究中，通常采用荧光成像对待测样品进行标记。但是在进行标记的过程中，会对待测样品本身产生一定的影响，从而会影响最终的研究结果。而数字全息层析成像技术是一种新型的无损、无标记、非接触式的新型成像技术，可以重建得到待测细胞的三维吸收率分布信息，是近年来的一个研究热点。

数字全息层析成像技术结合了数字全息显微成像技术和计算机断层扫描技术，是近年来提出的新技术。近年来，虽然提出了多种应用数字全息层析成像技术的成像方法，但是大部分的思路都是结合马赫曾德尔干涉光路进行数字全息记录。

马赫曾德尔干涉光路成像所用的器件更多，系统稳定性要求更高，操作成为复杂。基于马赫曾德尔干涉光路的方法，对器件的要求更高，而且光路更为复杂且难以调试，因此迫切需要一种新的成像方法，其所用器件更少，光路更为简单，系统稳定性更高，操作更为简便，而且对待测细胞测量的灵敏度更高，成像分辨率更高。

本发明提出了一种共光路F-P腔相位增强型细胞吸收率三维测试新方法，本发明采用F-P腔干涉光路，其光路简单，所用的器件更少，因此系统的稳定性更高。从原理上来说，光束在F-P腔多次反射，并多次经过待测细胞，待测细胞多次吸收光波，光强衰减依次累积，吸收增强，因此测量的灵敏度更高。F-P腔干涉形成的全息图，精细度相比马赫曾德尔干涉更高，全息图的记录更为精确。

专利CN201310082100.9公开了一种数字全息成像在线重构显示系统及方法，其特点是采用了马赫曾德尔干涉数字全息记录光路，相比本发明提出的共光路F-P腔相位增强型细胞吸收率三维测试新方法，本发明提出的新方法，测量灵敏度更高。

专利CN201610911993.7公开了一种双波长相位显微成像系统和方法、以及对应相位恢复方法，其特点是采用马赫曾德尔干涉光路来实现双波长同轴相移干涉显微系统，与本发明有着本质性的区别，相比本发明提出度新方法，也没法本发明的测量灵敏度高。

专利CN201710518263.5公开了一种三维折射率层析显微成像系统及其方法，其可以还原出样本的三维折射率信息，但是在成像光路上，与本发明有着本质区别，且所需器件更为复杂，也难以得到待测细胞的三维吸收率分布。。

专利CN201710904860.1公开了一种光学相干断层扫描成像系统，该成像系统采用了马赫曾德尔干涉光路，其特点是采用了光纤来简化系统，降低成本，但是相比F-P腔的光路结构，仍然较为复杂。

专利CN201810145657.5公开了一种高分辨率数字全息衍射层析成像，其特点是采用马赫曾德尔干涉光路结构，利用合成孔径方法得到N幅合成高分辨率全息图，进而获得被测样品的高分辨率三维折射率再现。相对来说，结构更为复杂，与本发明专利有着本质区别。