[发明专利]一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置及方法

权利要求书

1.一种基于近红外偏振成像的深度声场成像装置，其特征在于，包括LED光源(1)、沿LED光源(1)出射光束方向依次同轴设置的准直透镜组(2)、液晶偏振调制器(6)和反射镜(7)，沿反射镜(7)反射光方向同轴设置的可移动反射镜(8)，沿可移动反射镜(8)反射光方向同轴设置的半透半反镜(9)，沿半透半反镜(9)反射光方向依次同轴设置的物镜(10)和载物台(11)，以及沿所述反射光经半透半反镜(9)透射的方向依次同轴设置的第二波片(12)、检偏器(13)、成像透镜(14)、CCD相机(15)；所述液晶偏振调制器(6)通过液晶控制器(16)和计算机(17)连接，CCD相机(15)和计算机(17)连接。

2.根据权利要求1所述的基于近红外偏振成像的深度声场成像装置，其特征在于，所述LED光源(1)、准直透镜组(2)、液晶偏振调制器(6)、反射镜(7)、可移动反射镜(8)、半透半反镜(9)、物镜(10)、第二波片(12)、检偏器(13)、成像透镜(14)和CCD相机(15)均工作于近红外波段。

3.根据权利要求1所述的基于近红外偏振成像的深度声场成像装置，其特征在于，所述液晶偏振调制器(6)包括沿LED光源(1)出射光束方向依次同轴设置的线偏振片(3)、全波液晶延迟器(4)和第一波片(5)。

4.根据权利要求3所述的基于近红外偏振成像的深度声场成像装置，其特征在于，所述第一波片(5)和第二波片(12)均为1/4波片。

5.基于权利要求1至4任一所述的装置的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、打开LED光源(1)，计算机(17)通过液晶控制器(16)控制全波液晶延迟器(4)使液晶偏振调制器(6)改变出射光束的偏振角度，同时计算机(17)控制CCD相机(15)拍摄不同偏振光状态下的深度声场图；

步骤2、计算机(17)对采集到的样品在不同偏振光状态下的深度声场图进行计算处理，得到样品的不同参数图。

6.根据权利要求5所述的基于近红外偏振成像的深度声场成像方法，其特征在于，所述样品的不同参数图包括相位差δ图像、方位角图像、Stokes参数S₀、S₁、S₂和S₃图像。

7.根据权利要求5所述的基于近红外偏振成像的深度声场成像方法，其特征在于，计算机(17)对采集到的样品在不同偏振光状态下的深度声场图进行计算处理，得到样品的不同参数图的具体方法为：

根据不同偏振光状态下深度声场图对应的光强表达式，利用傅里叶级数求解系数法获得相位差和方位角；

根据Jones矩阵和Mueller矩阵的关系计算出自然光入射样品后的出射光波斯托克斯矢量，具体公式为：

式中，I_dp为平均光强，为方位角，δ为相位差。

8.根据权利要求7所述的基于近红外偏振成像的深度声场成像方法，其特征在于，所述光强表达式具体为：

式中，I₀为入射光光强，θ为全波液晶延迟器的相位延迟量。