[发明专利]一种光谱显微成像装置

权利要求书

1.一种光谱显微成像装置的实现方法，其特征在于，光谱显微成像装置包括：照明光源(1)，载物台(2)，显微物镜(3)，视场光阑(4)，4F中继透镜(5)，闪耀光栅(6)，带通滤波器(7)，微透镜阵列(8)和灰度相机(9)，且自左向右依次设置；所述的4F中继透镜(5)共有三组，分别设置在视场光阑(4)和闪耀光栅(6)之间、带通滤波器(7)和微透镜阵列(8)之间以及微透镜阵列(8)和灰度相机(9)之间；

照明光源(1)将载物台(2)上的观测物体照亮，显微物镜(3)的成像镜头将观测物体的实像成像在视场光阑(4)所在平面，经过4F中继透镜(5)映射在闪耀光栅(6)表面，此时，观测物体的实像与闪耀光栅(6)的刻线面重合；

映射在闪耀光栅(6)表面的观测物体的实像发生色散，带通滤波器(7)将闪耀光栅亮度最高的+1级中待记录的光谱波段单独通过，经过4F中继透镜(5)重新汇聚到微透镜阵列(8)上；然后在微透镜焦平面(10)上沿着一个维度发生色散，观测物体色散后的实像经过4F中继透镜(5)成像在灰度相机(9)的像素阵列上；

光谱显微成像装置的实现方法，包括如下步骤：

步骤一：照明光源(1)将载物台(2)上的观测物体照亮，显微物镜(3)的成像镜头将观测物体的实像成像在视场光阑(4)所在平面，经过4F中继透镜(5)映射在闪耀光栅(6)表面，此时，观测物体的实像与闪耀光栅(6)的刻线面重合；

步骤二：映射在闪耀光栅(6)表面的观测物体的实像发生色散，带通滤波器(7)将闪耀光栅亮度最高的+1级中待记录的光谱波段L1至Ln单独通过，经过4F中继透镜(5)重新汇聚到微透镜阵列(8)上；

步骤三：由于映射在闪耀光栅(6)表面的观测物体的实像存在色散角度，因此不同波长的光重新汇聚在微透镜阵列(8)上实像存在不同的出射角，并且在微透镜焦平面(10)上沿着一个维度发生色散，观测物体色散后的实像经过4F中继透镜(5)成像在灰度相机(9)的像素阵列上；

步骤四：微透镜阵列(8)中每一个微透镜对应灰度相机(9)的像素阵列中的一块子像素(11)区域，子像素(11)大小为N×N个像素，其中N为奇数，并且经过该微透镜的出射光会投射到子像素(11)的中间一行像素上，此时，将子像素(11)中中间一行对应位置的像素重新组合，组合方式为，将每个微透镜对应的子像素(11)中的第(N+1)/2行的第i个像素按照微透镜位置排序组合为第i张图像Ai，其中i＝1,2……N，即可得到载物台(2)上观测物体在λi波长下对应的光谱图像Ai，其中λi＝L1+(i-0.5)×(Ln-L1)/N；

子像素(11)大小为N×N个像素，其中N为奇数,且，3N13。