[发明专利]一种共光路相移数字全息显微测量装置

说明书

本发明公开了一种共光路相移数字全息显微测量装置，包括沿光路方向依次固定设置的光纤激光器(1)、光纤准直器(2)、可调衰减器(3)、显微物镜(5)、平面平晶I(6)、平面平晶II(7)、压电陶瓷驱动器(8)、会聚透镜(9)、滤波器(10)和成像探测器件(11)，所述成像探测器(11)通过电缆与计算机(12)连接。本发明利用紧邻的两平面平晶，实现参考光和测试光间的相位差变化，获得被测目标的相移数字全息显微成像。该装置不但消除了非共光路中系统噪声的影响，而且易于实现高精度相移全息，有效地提高了数字全息的相位重建精度。

技术领域

本发明属于数字全息技术领域，尤其涉及一种共光路相移数字全息显微测量装置。

背景技术

数字全息技术利用成像探测器件记录干涉信息，通过衍射重建获得目标的振幅和相位信息，从而实现被测目标的三维成像。它具有非损伤、非扫描、定量分析等优势，可应用于微光机电系统、粒子分析和生物细胞等领域的成像和测量。

大多情况下，数字全息显微测量装置利用马赫泽德型或泰曼格林型干涉光路实现由被测目标调制所得测试光和参考光的相遇干涉，获得数字全息干涉图，由此可见，测试光和参考光经过不同的光学器件或不同的路径，引入不必要的系统误差。2017年文献“Dual-wavelength common-path digital holographic microscopy for quantitative phaseimaging of biological cells.Opt.Eng.56(11),111712”,Jianglei Di利用单个平行平板实现了共光路剪切全息；2018年文献“Spatially incoherent common-path off-axiscolor digital holography.Applied Opitcs,57(6),1504-1509”,HYUK-SANG KWON利用Sagnac型光路实现共光路离轴全息；2018年“Dual-plane slightly off-axis digitalholography based on a single cube beam splitter.Applied Optics,57(10),2727-2735”,MIGUELGUEZ利用单个直角棱镜实现共光路离轴全息。但是，以上三种数字全息测量装置都采用了两路测试光相遇生成数字全息图，使得数字全息图的相位重建变得复杂，而且不利相位重建精度的提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种共光路相移数字全息显微测量装置，包括沿光路方向依次固定设置的光纤激光器1、光纤准直器2、可调衰减器3、显微物镜5、平面平晶I6、平面平晶II7、压电陶瓷驱动器8、会聚透镜9、滤波器10和成像探测器件11，所述成像探测器11通过电缆与计算机12连接。

进一步的方案为，所述光纤激光器1与光纤准直器2通过单模光纤连接。

进一步的方案为，显微物镜5的焦平面上放置待测样品4。

进一步的方案为，平面平晶I6和平面平晶II7紧邻，所述平面平晶I6后表面镀增透膜，所述面平晶II7前表面镀有高反膜，后表面与压电陶瓷驱动器8固定连接。

进一步的方案为，所述压电陶瓷驱动器8与计算机12用控制线连接。

进一步的方案为，滤波器10置于平面平晶I6前表面反射光束的会聚焦点处。

进一步的方案为，所述滤波器10包括针孔滤波窗口14和圆孔滤波窗口15。

进一步的方案为，所述可调衰减器3和显微物镜5之间还设置有分束镜13。

本发明的有益效果为：

(1)本发明利用紧邻的两平面平晶，实现参考光和测试光间的相位差变化，获得被测目标的相移数字全息显微成像。该装置不但消除了非共光路中系统噪声的影响，而且易于实现高精度相移全息，有效地提高了数字全息的相位重建精度。