一种基于数字全息显微术的显微装置的制作方法

本实用新型属于显微成像领域，具体涉及利用数字全息显微术进行显微成像的装置。

背景技术：

数字全息显微术是结合数字全息和光学显微技术发展起来的一种显微技术，其可以实现对物体相位的定量成像(J.Opt.Soc.Am.4(1)，159-165，1987)。实现物体的全息成像需要两束相干的光，分别记为物光和参考光；由于光频率很高，为实现二者相干，一般这两束光都来源于同一个光源；物光和参考光在接收平面发生干涉，物体的相位信息便通过干涉条纹被记录下来。对数字全息术而言，记录干涉条纹的装置一般为CCD、CMOS等数字电子设备。记录下物体干涉条纹后，物体的相位、振幅信息便可在计算机中得到复现。当前，瑞士LynceeTec公司已经将数字全息显微术商用化，但其采用球面波参考光，光路比较复杂，并且高度集成，不便于使用者对光路进行微调(Appl.Opt.38(34)，6994-7001)。蒋志龙等人(专利申请号201510210568.0)采用了平面波作为参考光波，但其在物光部分加入了随机相位版，并且激光扩束在物光、参考光分别完成，增加了系统的复杂性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种基于数字全息显微术的显微装置，该装置适用于基于平面参考光波的离轴数字全息显微术，结构简单，便于使用者对光路进行微调，乃至进行二次改进。

本实用新型提供了：

一种基于数字全息显微术的显微装置，其由激光光源、分束镜、含反射镜的支架、合束镜、样品支架、显微物镜组、含与计算机连接装置的光接收装置组成；分束镜、合束镜以及含反射镜的支架位置相对固定，分束镜、样品支架、显微物镜组、合束镜依次排列，并且在一条直线上；含反射镜的支架含两个相对的反射镜，两个反射镜之间无阻碍光线的障碍物，以减少仪器复杂度，两个反射镜和分束镜接近者称为第一反射镜，和合束镜接近者称为第二反射镜。反射镜上镀膜，来增强对特定单色光的反射作用，减少其损耗；这两个相对的反射镜夹角为90度，以实现光线的180度方向改变；为了增强适应性，反射镜上均带有微调装置，来对反射镜角度进行微调。为了简化光路调节过程，分束镜、合束镜和含反射镜的支架位置上两个反射镜在一个平面上，且他们的中心点连线构成矩形，形成马赫泽德干涉光路；同样，分束镜、合束镜上也带有微调装置，来增强装置适应性。

样品支架为二维平移台，可以采用夹具来夹持样品，使光线从样品中间通过；也可将其载物部分中间做成空的或透明的，样品可通过透明器皿放在上面，光线可通过空的部分穿过样品。为简化装置内部结构， 本装置所用激光器可以自带扩束、准直装置。光接收装置放置在合束镜后，可以和合束镜、分束镜在一条直线上，也可以和合束镜、第二反射镜在一条直线上；光接收装置为CCD、CMOS等可将光信号转化为电信号的图像传感设备。光接收装置所含计算机连接装置可以为有线连接，也可以为Wifi、蓝牙设备等无线连接装置；此处所述计算机泛指一切具有数据、图像处理功能的电子计算设备，包括通用电子计算机以及手机等移动设备等。

使用时，激光器发出的光经由分束镜分为两束，其中一束称为物光，另一束称为参考光；物光经过样品并经显微镜后在合束镜位置和参考光汇合；参考光经过第一反射镜、第二反射镜后也到达合束镜位置；两束光在合束镜位置合成为一束光，并发生干涉，光接收装置接收干涉条纹，并将其信息传递到计算机中，完成对样品信息的再现；通过微调装置可以调节来达到最佳干涉效果。

附图说明

图1是一种本实用新型一实施例的基于数字全息显微术显微装置的结构示意图；

图2图1中含反射镜的支架的内部结构示意图。

具体实施方式

下面通过实例对本实用新型做进一步说明。需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本实用新型，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

实施例：一种基于数字全息显微术的显微装置及其对血液样品的应用

按照附图1所示的装置组装好显微装置，波长为632nm的激光从激光器1中射出，激光器1中含扩束、准直透镜组(图中未显示)，并且其仰角可进行微调，此处对其进行调整，保证激光束水平。激光束在消偏振分光棱镜2处分为透射光和反射光，分光棱镜2固定在含微调装置的基座21上，其角度可以进行微调；通过调节基座21，使得反射光与透射光呈90度，垂直向上反射。

透射光进入含反射镜的支架3中，此处该支架为上下两个侧面开洞的桶状结构，如附图2所示，其中下开洞正对者为第一反射镜4，第一反射镜4半固定在支架3上与水平面大约成45度角，其后装有微调装置41，操作部分透过支架3上的小孔和反射镜4相连，可以对反射镜4的角度进行优化。透射光经反射镜4反射后改变角度，垂直向上反射到达第二反射镜5，反射镜4、5之间没有放置任何物体，反射镜5半固定在支架3上端，与反射镜4相对，成90度角，其后面也同样装有微调节装置51，通过透过支架3小孔的操作部分对反射镜5角度进行优化。为减少光在反射过程中的损耗，反射镜4、5上镀有膜，可以对波长在632nm的激光增强反射作用。透射光经过反射镜4、5后，传播方向改变180度，其经过支架3上开洞，到达由消偏振分光棱镜充当的合束镜8。

如附图1所示，经过分光棱镜2后，反射光垂直向上反射，本显微装置将中间透明的样品台6、显微物镜7、合束镜8、CCD图像传感设备9依次安装在反射光路上。通过调节微调装置61(与画面垂直方向的调节部分未画出)可以调节样品台6可以在与反射光垂直的二维水平面上进行微调，来实现对样品62的观察；而调节连接在支架3上的鼓轮63可以使样品台6连同调节装置61整体上下移动。显微物镜7此处选为40倍物镜，其连接在装置72上面，该装置由固定部分和移动部分组成，固定部分固定在支架3外端，移动部分连接物镜7，通过调节鼓轮71可以使装置72的移动部分上下移动，从而调节优化物镜7的位置。反射光经过物镜7后成球面光，该球面光一部分和透射光在合束镜8处合束并形成干涉，干涉条纹被CCD图像传感设备9接收，并通过Wifi等无线连接装置(集成到图像传感设备9中，图中未画出)将条纹传递到计算机(图中未画出)中，CCD图像传感设备9通过安装节91连接到支架3中。合束镜8通过固定装置81连接到安装节91上，其中81上含微调装置(图中未标出)可以调节合束镜角度，使干涉效果最佳。

本实例所示装置中分束镜2、合束镜8、反射镜4、5在一个平面上，构成一个矩形，形成马赫泽德干涉，结合显微镜7，来实现对样品的全息成像。