[发明专利]一种具有新型延时系统的数字全息显微系统

摘要

本发明公开了一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，本发明所采用的技术方案是包括以棱镜作为延时系统的数字全息显微系统和以四分之一波片和反射镜作为延时系统的数字全息显微系统；其中，以棱镜作为延时系统的数字全息显微系统包含棱镜延时反射式数字全息显微镜光路和棱镜延时透射式数字全息显微镜光路；以四分之一波片和反射镜作为延时系统的数字全息显微系统包含反射式数字全息显微镜光路和透射式数字全息显微镜光路。本发明的有益效果是系统更容易调整和达到较高精度。 1

主权项

1.一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：包括以棱镜作为延时系统的数字全息显微系统和以四分之一波片和反射镜作为延时系统的数字全息显微系统；其中，以棱镜作为延时系统的数字全息显微系统包含棱镜延时反射式数字全息显微镜光路和棱镜延时透射式数字全息显微镜光路；以四分之一波片和反射镜作为延时系统的数字全息显微系统包含反射式数字全息显微镜光路和透射式数字全息显微镜光路。

2.按照权利要求1所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述棱镜延时反射式数字全息显微镜光路中，光源(1)发出的线偏振光经第一二分之一波片(2)和偏振分光棱镜(3)后分为两束偏振态垂直的光波，其中一束经过第一反射镜(4)反射后依次经过第一透镜(5)、非偏振分光棱镜(6)和物镜(7)后平行出射于样品(8)表面，样品(8)反射光经过非偏振分光棱镜(6)反射后被第三透镜(13)准直为平面波入射相机(14)作为物光束；另一束经偏振分光棱镜(3)折射的光束为参考光束，此路光穿过第二二分之一波片(9)经棱镜(10)将光束180度反转后，依次经过第二透镜(11)会聚、第二反射镜(12)反射、非偏振分光棱镜(6)透射和第三透镜(13)准直后入射相机(14)，与物光束干涉后产生含有样品表面信息的干涉条纹经相机(14)数字转化后，传输入计算机(15)，进行数字重建。

3.按照权利要求1所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述棱镜延时透射式数字全息显微镜光路中，光源(1)发出的线偏振光经第一二分之一波片(2)和偏振分光棱镜(3)后分为两束偏振态垂直的光波；其中透射光束作为物光束，其经过第一反射镜(4)反射后依次经过第一透镜(5)、照射于样品(8)表面，由物镜(7)收集后，经过非偏振分光棱镜(6)反射后被第三透镜(13)准直为平面波入射相机(14)作为物光束,另一束经偏振分光棱镜(3)折射的光束为参考光束，此路光穿过第二二分之一波片(9)经棱镜(10)将光束180度反折后，依次经过第二透镜(11)会聚、第二反射镜(12)反射、非偏振分光棱镜(6)透射和第三透镜(13)准直后入射相机(14)，与物光束干涉后产生含有样品表面信息的干涉条纹经相机(14)数字转化后，传输入计算机(15)，进行数字重建。

4.按照权利要求1所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述反射式数字全息显微镜光路中，光源(1)发出的线偏振光经第一二分之一波片(2)和偏振分光棱镜(3)后分为两束偏振态垂直的光波；其中透射光束作为物光束，其经过第一反射镜(4)反射后依次经过第一透镜(5)、非偏振分光棱镜(6)和物镜(7)后平行出射于样品(8)表面，样品(8)反射光经过非偏振分光棱镜(6)反射后被第三透镜(13)准直为平面波入射相机(14)作为物光束；另一束经偏振分光棱镜(3)折射的光束为参考光束，此路光穿过四分之一波片(16)经第三反射镜(17)反射后，再次透过四分之一波片(16)和偏振分光棱镜(3)，依次经过第二反射镜(12)反射、第二透镜(11)会聚、非偏振分光棱镜(6)透射和第三透镜(13)准直后入射相机(14)，与物光束干涉后产生含有样品表面信息的干涉条纹经相机(14)数字转化后，传输入计算机(15)，进行数字重建。

5.按照权利要求1所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述透射式数字全息显微镜光路中，光源(1)发出的线偏振光经第一二分之一波片(2)和偏振分光棱镜(3)后分为两束偏振态垂直的光波；其中透射光束作为物光束，其经过第一反射镜(4)反射后依次经过第一透镜(5)、照射于样品(8)表面，由物镜(7)收集后，经过非偏振分光棱镜(6)反射后被第三透镜(13)准直为平面波入射相机(14)作为物光束；另一束经偏振分光棱镜(3)折射的光束为参考光束，此路光穿过四分之一波片(16)经第三反射镜(17)反射后，再次透过四分之一波片(16)和偏振分光棱镜(3)，依次经过第二反射镜(12)反射、第二透镜(11)会聚、非偏振分光棱镜(6)透射和第三透镜(13)准直后入射相机(14)，与物光束干涉后产生含有样品表面信息的干涉条纹经相机(14)数字转化后，传输入计算机(15)，进行数字重建。

6.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：由于物光光束和参考光光束需要扩束到合适尺寸进行干涉，选用扩束镜将所述偏振分光棱镜(3)的入射光斑和出射光斑进行扩束。

7.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：由于物光和参考光需要振动方向相同才能产生干涉，偏振方向也需要严格控制，四分之一波片(16)的光轴需要与光路平面呈45度才可以达到将第三反射镜(17)反射出的光线完全透过偏振分光棱镜的目的。

8.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述光源(1)为线偏振光源，若光源(1)为随机偏振态，则让激光先经过偏振片，变为线偏振态。

9.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述相机(14)包括面阵彩色相机、线阵彩色相机、面阵黑白相机和线阵黑白相机，相机传感器类型包括CCD和CMOS。

10.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述第二二分之一波片(9)放置于物路光束或者参考路光束。

11.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述第二反射镜(12)角度和位置可变，可使参考光束与物光束形成夹角可变从而控制干涉条纹密度。

12.按照权利要求2至5任一所述一种具有新型延时系统的数字全息显微系统，其特征在于：所述第一扩束镜(18)、第二扩束镜(19)、第三扩束镜(20)有以下几种安装方式：

a)只安装第一扩束镜(18)；

b)只安装其中任意两个；

c)三个扩束镜全部安装。