[发明专利]三维光学衍射层析成像方法及装置

说明书

本发明揭示利用低相干光源和多重图案照明的三维光学衍射层析成像方法及装置。本发明一实施例的利用三维光学衍射层析成像装置的利用低相干光源和多重图案照明上述三维光学衍射层析成像方法包括：利用多个图案向试片入射光源的步骤；在图像测定部中，在上述试片的不同深度(depth)位置上测定不同的位置，以此测定上述试片的二维影像的步骤；以及以在不同的上述图案和在不同的上述深度位置中测定的上述二维影像为基础复原上述试片的三维折射率信息的步骤。

技术领域

以下的实施例涉及利用低相干光源和多重图案照明的三维光学衍射层析成像方法及装置，更详细地，涉及利用低相干光源复原三维折射率影像的三维光学衍射层析成像方法及装置。

背景技术

光学衍射层析成像法(Optical Diffraction Tomography，ODT)可以通过无创方式恢复样品的三维折射率(Refractive Index，RI)分布，因此，不仅适用于细菌、细胞、组织等生物学研究，而且还适用于确认塑胶镜头的缺陷、微细三维温度分布测定等多种领域(非专利文献1)。

通常，现有的光学衍射层析成像技术使用干涉仪(interferometry)来测定使以高相干光源(coherent illumination)为基础，在试片散射的信号与参考光(referencelight)相干来产生的图案并进行分析。但是，在此情况下，因光源的高相干而有可能发生如speckle noise的影像质量降低，在构成并维持干涉仪的过程中，有可能发生多种脆弱点(例如，因振动引起的杂音、复杂的器具、需要维持精密的装置等)。

为了解决上述问题，开发了利用低相干光源来测定试片的折射率信息的理论(非专利文献2及非专利文献3)，最近已通过实验实施(非专利文献4)。但是，通过现有方式测定的三维折射率影像无法准确地测定试片的三维结构，且发生严重的影像失真。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1Park，YongKeun，Christian Depeursinge，and Gabriel Popescu.Quantitative phase imaging in biomedicine.Nature Photonics 12.10(2018)：578-589.

非专利文献2Streibl，Norbert.Three-dimensional imaging by amicroscope.JOSA A 2.2(1985)：121-127.

非专利文献3Bao，Yijun，and Thomas K.Gaylord.Quantitative phase imagingmethod based on an analytical nonparaxial partially coherent phase opticaltransfer function.JOSA A33.11(2016)：2125-2136.

非专利文献4Soto，Juan M.，JoséA.Rodrigo，and Tatiana Alieva.Label-freequantitative 3D tomographic imaging for partially coherent light microscopy.Optics express 25.14(2017)：15699-15712.

发明内容

本发明的实施例涉及利用低相干光源和多重图案照明的三维光学衍射层析成像方法及装置，更具体地，提供如下的技术，即，使用低相干光源(low coherence light orpartially coherent light)，在没有参考光(reference beam)的简单的光学测定装置中获取准确的三维折射率影像。