[发明专利]一种基于环形光照明的落射式定量相位显微装置和方法

权利要求书

1.一种基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，包括第一环形光源(1)、工业镜头(2)、第一薄透镜(3)、分束镜(4)、第一镜筒透镜(5)、显微物镜(6)、线偏振片(8)、第二薄透镜(9)、空间光调制器(10)、第三薄透镜(11)和相位图像采集模块(12)，其中，

所述第一环形光源(1)、所述工业镜头(2)和所述第一薄透镜(3)沿光传播方向依次同轴设置在所述分束镜(4)的入射光路上，所述第一镜筒透镜(5)和所述显微物镜(6)沿光传播方向依次同轴设置在所述分束镜(4)的反射光路上，所述第一镜筒透镜(5)和所述显微物镜(6)共焦，样品(7)放置在所述显微物镜6的前焦面；

所述线偏振片(8)、所述第二薄透镜(9)和所述空间光调制器(10)按照与所述分束镜(4)从近到远的顺序依次设置在所述分束镜(4)与所述第一镜筒透镜(5)相反的一侧，且所述线偏振片(8)和所述第二薄透镜(9)位于所述空间光调制器(10)的入射光轴；

所述第三薄透镜(11)和所述相位图像采集模块(12)依次设置在所述空间光调制器(10)的反射光轴，所述第二薄透镜(9)和所述第三薄透镜(11)构成共焦系统；

所述空间光调制器(10)能够对所述样品(7)的非散射光进行相位调制以得到所述样品(7)的多个干涉相移图，所述相位图像采集模块(12)用于采集所述多个干涉相移图。

2.根据权利要求1所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，所述第一环形光源(1)由环形均匀分布的多个同型号的LED组成，且每个LED的轴线均指向所述工业镜头(2)的中心。

3.根据权利要求1所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，所述空间光调制器(10)能够对所述样品(7)的非散射光进行0、0.5π、π和1.5π的相位调制。

4.根据权利要求1所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，所述第二薄透镜(9)的主轴与所述空间光调制器(10)的工作面法线之间的夹角小于5°，所述第三薄透镜(11)的主轴与所述空间光调制器(10)的工作面法线之间的夹角小于5°。

5.根据权利要求1所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，所述样品(7)为不透明样品或透明样品。

6.根据权利要求1所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，还包括第二环形光源(13)，所述第二环形光源(13)设置在所述样品(7)远离所述显微物镜(6)的一侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置，其特征在于，还包括第一二向色镜(14)、第二镜筒透镜(15)、第二二向色镜(16)、荧光图像采集模块(17)和荧光激发光源(18)，其中，

所述第一二向色镜(14)倾斜设置在所述第一镜筒透镜(5)与所述显微物镜(6)之间，

所述第二镜筒透镜(15)和所述荧光图像采集模块(17)同轴设置在所述第一二向色镜(14)的一侧，所述第二二向色镜(16)倾斜设置在所述第二镜筒透镜(15)与所述荧光图像采集模块(17)之间，

所述荧光激发光源(18)用于产生平行光，且所述平行光能够依次经过所述第二二向色镜(16)、所述第二镜筒透镜(15)和所述第一二向色镜(14)入射到所述显微物镜(6)中。

8.一种基于环形光照明的落射式定量相位显微方法，其特征在于，包括：

S1：利用权利要求1至5中任一项所述的基于环形光照明的落射式定量相位显微装置获得样品的多个干涉相移图；

S2：根据多个所述干涉相移图计算获得所述样品的相位信息。