[发明专利]一种全光纤预放大数字全息三维显微观测装置

摘要

本发明公开了一种全光纤预放大数字全息三维显微观测装置，该装置包括有光源、分光耦合单元、光照明单元、显微物镜、曲率配准透镜、消偏振分光棱镜、CMOS相机、光输出单元；光源用于产生中心波长为532nm的激光；激光经分光耦合单元形成两束中心波长为532nm的光纤光分别输出至光照明单元和光输出单元；其中一束通过光照明单元后形成平行光，在平行光的照射下，待观测物体透射的具有物体形貌信息的物光经显微物镜、曲率配准透镜后入射至消偏振分光棱镜；另一束通过光输出单元后形成球面参考光入射至消偏振分光棱镜；消偏振分光棱镜对入射的球面参考光、具有物体形貌信息的物光进行合光处理后得到合并光束，该合并光束形成的干涉全息图被CMOS相机的光敏面捕获。

主权项

一种全光纤预放大数字全息三维显微观测装置，其特征在于，包括光源、分光耦合单元、光照明单元、显微物镜、曲率配准透镜、消偏振分光棱镜、CMOS相机和光输出单元；所述的光源产生激光，激光入射至分光耦合单元的连续可调光衰减片；分光耦合单元包括连续可调光衰减片、A半波片、偏振分光棱镜、B半波片、第一四维调节支架、第二四维调节支架和光纤耦合器；激光顺序经过连续可调光衰减片、A半波片进入偏振分光棱镜，偏振分光棱镜将接收到的激光分为偏振方向垂直的两束光纤光；偏振方向垂直于传播方向的光纤光输出至第一四维调节支架上的光纤耦合器上，通过光纤耦合器形成光纤光，通过FC/APC端口的第二保偏光纤输出至光照明单元；偏振方向平行于传播方向的光纤光经过B半波片后，输出至第二四维调节支架上的光纤耦合器上，通过光纤耦合器形成光纤光，通过FC/APC端口的第一保偏光纤输出至光输出单元；光输出单元包括第一保偏光纤、光纤调整架、第一支撑杆和第一磁力座；第一保偏光纤的两端分别为FC/APC端口和FC/PC端口，FC/APC端口连接分光耦合单元的光纤耦合器上，FC/PC端口连接光纤调整架上；光纤调整架的底部设有螺纹孔，光纤调整架上设有的调节螺钉A和调节螺钉B，用于实现球面光照射角度的俯仰调节；第一支撑杆的一端安装在第一磁力座上，第一支撑杆的另一端安装在光纤调整架的底部的螺纹孔内，第一支撑杆上设有调节螺钉C，通过调节螺钉C实现第一支撑杆的升降或顶紧；第一磁力座上设有第一磁力开关，第一磁力开关用于开关第一磁力座；通过第一保偏光纤的FC/PC端口，形成球面参考光入射至消偏振分光棱镜；光照明单元包括第二保偏光纤、光纤准直镜、第三四维调节支架、第二支撑杆和第二磁力座；第二保偏光纤的两端分别为FC/APC端口、FC/PC端口，FC/APC端口连接分光耦合单元的光纤耦合器上，FC/PC端口连接光纤准直镜上；第三四维调节支架中间设有通孔，光纤准直镜固定在四维调节支架的通孔内，第三四维调节支架上设有的调节螺钉D和调节螺钉E，用于实现照明光照射角度的俯仰调节；四维调节支架上设有的调节螺钉F和调节螺钉G，用于实现照明光在垂直于光轴Z平面内的X、Y方向上的微位移调节；四维调节支架的底部设有螺纹孔；第二支撑杆的一端安装在第二磁力座上，第二支撑杆的另一端安装在四维调节支架的底部的螺纹孔内，第二支撑杆上设有调节螺钉H，通过调节螺钉H实现第二支撑杆的升降或顶紧；第二磁力座上设有第二磁力开关，第二磁力开关用于开关第二磁力座；通过光纤准直镜后，形成平行光照射到待观测物体上，得到待观测物体具有物体形貌信息的物光，物光经显微物镜、曲率配准透镜后进入消偏振分光棱镜，曲率配准透镜置于一维平移台上，通过调节曲率配准透镜与消偏振分光棱镜之间的距离，实现对具有物体形貌信息的物光曲率与球面参考光曲率的匹配；消偏振分光棱镜对入射的球面参考光、具有物体形貌 信息的物光进行合光处理得到合并光束，CMOS相机的光敏面捕获合并光束形成干涉全息图。