基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统的制作方法

文档序号:12062134阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,包括:

显微镜,用于通过相机引出口将显微样本放大到像平面;

中继模块,用于将所述显微样本所成像的光圈面缩小,以使该光圈面与后级空间光调制器屏幕的大小相适应;

频谱调制模块,所述频谱调制模块包括偏振分光棱镜和空间光调制器,通过调节所述频谱调制模块的前后距离,以使空间光调制器屏幕上恰好是样本所成像的光圈面;

相机成像模块,所述相机成像模块包括尺寸匹配的成像镜头和相机传感器,以接收由空间光调制器进行频谱调制并再次经过偏振分光棱镜斜面发射的光信号,并采集相应的样本图像;

控制器,所述控制器与空间光调制器和相机传感器同时相连,用于同步控制频谱调制和图像采集,快速采集多张不同空间频谱下的低分率图像,以获取恢复单帧高分辨率图像或多帧高分辨率视频所需的原始图像数据。

2.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,所述显微镜的光照端放置一个中心频率为550nm的窄带滤波片,并通过调节显微镜聚光镜孔径的大小,获得单色平行光照明。

3.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,所述中继模块包括中继透镜和偏振片,所述中继透镜和偏振片的光学孔径与所述显微镜的光学孔径相匹配。

4.根据权利要求3所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,所述中继模块通过调节偏振片的旋转方向来选取特定偏振方向的光透过,以消除系统中的部分背景杂光。

5.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,

所述偏振分光棱镜将入射光分成垂直和水平两路光,并将其中一路光投射到后一级空间光调制器的屏幕上;

所述空间光调制器通过偏振原理对投射到屏幕上的光圈面信号进行强度调制,产生对应不同空间频谱的出射光。

6.根据权利要求5所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,所述空间光调制器为LCOS器件。

7.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,所述相机成像模块中成像镜头的光学孔径与所述频谱调制模块投射出的成像尺寸相匹配,选取的相机传感器的采集分辨率弱于光学系统的分辨率。

8.根据权利要求7所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统,其特征在于,所述相机成像模块将成像镜头和相机传感器放置在预设位置,以采集预设视场大小和放大倍数的样本图像。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统的控制方法,其特征在于,所述显微镜相机引出口成像的光学孔径与中继模块、频谱调制模块以及成像模块的光学尺寸均相互匹配,所述方法包括以下步骤:

调整显微镜的聚光镜和放置滤光片以获得单色平行光,并通过显微镜的相机引出口将显微样本放大到像平面;

通过所述中继透镜将光圈面缩小到与空间光调制器屏幕匹配的大小;

调节偏振分光棱镜和空间光调制器的前后位置,使得成像的光圈面恰好在空间光调制器的屏幕上;

将成像镜头和相机传感器放置在预设位置,以采集预设视场大小和放大倍数的样本图像;

通过控制器同步控制空间光调制器和相机传感器,进行频谱调制和图像采集,获得对应于不同空间频率的多张低分辨图像;

通过迭代重构算法,将采集得到的多张低分辨图像在傅里叶域进行频谱拼贴,恢复相应的高分辨图像和相应的相位图像。

10.根据权利要求9所述的基于空间光调制器的采集端频域拼贴显微系统的控制方法,其特征在于,所述频谱调制模块与相机成像模块之间有一个90度的弯折角,该方法还包括:

将显微镜相机引出口的光轴与中继模块、频谱调制模块以及相机成像模块进行光学校准。

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