一种高速立体三维多模态成像系统和方法与流程

文档序号:20005832发布日期:2020-02-22 03:36阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高速立体三维多模态成像系统,其特征在于,所述系统包括:

分束器,用于产生两束角度不同的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束;

旋转角度分别可调的平面镜对,分别用于反射第一、第二近红外子超快脉冲激光光束;

紧聚焦透镜,用于紧聚焦第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束于三维微纳尺度样品上;

显微镜载物台,用于装载三维微纳尺度样品,以及三维位移样品;

成像透镜,用于收集在紧聚焦后的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束照射样品下样品散射产生的多模态非线性光谱信号,得到两幅二维图像;

大面积阵列探测器,用于同时探测两幅二维图像;

真三维成像模块,用于根据探测得到的两幅二维图像进行真三维成像。

2.一种高速立体三维多模态成像系统,其特征在于,所述系统包括:

分束器,用于产生两束角度不同的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束;

旋转角度分别可调的平面镜对,分别用于反射第一、第二近红外子超快脉冲激光光束;

紧聚焦透镜,用于紧聚焦第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束于三维微纳尺度样品上;

显微镜载物台,用于装载三维微纳尺度样品,以及三维位移样品;

成像透镜,用于收集在紧聚焦后的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束照射样品下样品散射产生的多模态非线性光谱信号,得到两幅二维图像;

滤光片,用于从多模态非线性光谱信号选择单一光谱,得到单一光谱对应的单色二维图像;

在大面积阵列探测器,用于同时探测两幅单一光谱对应的单色二维图像;

真三维成像模块,用于在对每个目标光谱进行一次探测之后,对每个目标光谱形成的单色图像进行叠加,形成多模态彩色二维视图,根据叠加的两幅多模态彩色二维视图进行真三维成像。

3.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述分束器为三面反射棱镜。

4.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,根据样品特征,选择适用的光束波长范围、激光能量、相位匹配条件,使得在选择的光束照射下产生最强的信号光。

5.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,显微镜载物台为纳米压电位移平台。

6.如权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述成像系统通过快速双边立体视觉算法,一次性获得三维样品深度信息。

7.一种高速立体三维多模态成像方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

s1.将三维微纳样品装载于显微镜载物台;

s2.选择多模态非线性光谱成像所需的激发光束;

s3.对选择的激光光束进行分光,得到两束角度不同的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束;

s4.将第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束分别通过旋转角度可调节的反射镜,调节反射镜旋转角度,将反射后的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束分别通过紧聚焦透镜照射于样品;

s5.调节载物台位置,使得样品处于紧聚焦透镜的焦平面处位置,使得照射后的微纳样品产生第一、第二非线性光谱信号;

s6.收集在紧聚焦后的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束照射样品下样品散射产生的多模态非线性光谱信号,得到两幅二维图像,在大面积阵列探测器的最佳探测模式下,同时探测两幅二维图像;

s7.基于探测到的两幅二维图像,构建立体三维成像,同时获得三维样品的深度信息。

8.一种高速立体三维多模态成像方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

s1.将三维微纳样品装载于显微镜载物台;

s2.选择多模态非线性光谱成像所需的激发光束;

s3.对选择的激光光束进行分光,得到两束角度不同的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束;

s4.将第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束分别通过旋转角度可调节的反射镜,调节反射镜旋转角度,将反射后的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束分别通过紧聚焦透镜照射于样品;

s5.调节载物台位置,使得样品处于紧聚焦透镜的焦平面处位置,使得照射后的微纳样品产生第一、第二非线性光谱信号;

s6.收集在紧聚焦后的第一、第二近红外子飞秒脉冲激光光束照射样品下样品散射产生的多模态非线性光谱信号;

s7.根据选择的模态成像,选择合适波长的滤波片进行代表单模态的单色成像,得到两幅二维图像,在大面积阵列探测器的最佳探测模式下,同时探测两幅二维图像;

s8.根据应用需求,将每个多个单一模态的二维图像进行叠加成为二维多模态图像;

s9.基于探测到的两幅二维图像,构建立体三维成像,同时获得三维样品的深度信息。

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