[发明专利]用于定量相位成像的设备、方法和计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种用于定量相位成像的设备，包括：

至少两个不同波长的光源；

至少两个光纤分束器；

光纤合束器；

第一准直透镜；

样本平台；

4f系统；

至少两个立方体分束器，所述立方体分束器用于将输入的样本光束和参考光束合束，并设有用于调整所述参考光束角度的角度位移平台，以及用于对调整角度后的参考光束进行准直的第二准直透镜和第三准直透镜；以及

照相机；

其中，所述第一准直透镜、所述样本平台、所述4f系统、所述至少两个立方体分束器和所述照相机依次放置，且中心处于同一光轴上；

所述设备的成像包括：

所述光纤分束器将从所述至少两个具有不同波长的光源中输入的任一光束分成两路光束，所述两路光束中的一路光束通过光纤输入到所述光纤合束器中，所述两路光束中的另一路光束作为参考光束通过光纤输入到所述至少两个立方体分束器中的其中一者，所述光纤合束器将输入其中的光束进行合束并输出样本光束，所述样本光束穿过所述第一准直透镜对所述样本平台上的样本进行照射并通过所述至少两个立方体分束器与同样穿过所述至少两个立方体分束器的参考光束合并，使得所述照相机捕获到所述样本的多路复用干涉图。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述样本被荧光染料染色，在所述照相机的摄像头前面设有带通滤波光片，所述设备的成像包括：

从所述至少两个光源中选择波长接近所述荧光染料的最大激发波长的激发光源，并使所述激发光源发出光束，发出的光束穿过所述第一准直透镜，对所述样本平台上的所述样本进行照射，以使所述样本激发出荧光，所述荧光依次穿过所述4f系统、所述至少两个立方体分束器，以使所述照相机捕获到所述样本的荧光成像图；其中，所述带通滤波光片的中心波长大于所述激发光源的波长，并接近所述荧光染料的最大发射波长。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括处理器，所述处理器用于：

从所述设备的照相机中接收所述样本的多路复用干涉图；

对所述多路复用干涉图进行相位重构，得到所述样本在用于合成所述样本光束的每个光束的波长处的相位图。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，用于合成所述样本光束的光束包括波长分别为第一波长和第二波长的两路光束，所述处理器用于：

基于所述样本在所述第一波长处的相位图和在所述第二波长处的相位图，确定所述样本在由所述第一波长和所述第二波长合成的波长处的合成相位图；以及

对所述合成相位图中的每个负相位均增加2π的相位值，得到解缠后的相位图。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述处理器还用于：

对所述解缠后的相位图进行高度转换，得到所述样本的高度图。

6.如权利要求3所述的设备，其特征在于，用于合成所述样本光束的光束包括波长分别为第一波长和第二波长的两路光束，所述处理器还用于：

基于所述样本在所述第一波长处的相位图和在所述第二波长处的相位图，确定所述样本在所述第一波长处和在所述第二波长处的折射率之比。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述样本为红细胞，所述处理器用于：

基于所述红细胞在合成所述样本光束的至少两个光束的波长处的相位图和所述相对平均折射率，确定所述红细胞中的血红蛋白的浓度。

8.一种用于定量相位成像的方法，其特征在于，包括：

获取样本的多路复用干涉图，其中，所述多路复用干涉图是由至少两路波长不相同的光束合成的样本光束对所述样本进行照射，并通过立方体分束器与参考光束合并，合并后的光束在照相机中形成成像图，所述参考光束为所述至少两路波长不相同的光束；以及

对所述多路复用干涉图进行相位重构，得到所述样本在合成所述样本光束的每个光束的波长处的相位图。