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原文传递一种景深追踪的光学衍射层析显微成像装置及方法

专利名称：	一种景深追踪的光学衍射层析显微成像装置及方法
摘要：	本发明提供了一种景深追踪的光学衍射层析显微成像装置及方法，以解决光学衍射层析中样品在全角度旋转过程中偏离景深的问题。通过可编程样品台使样品的位置始终保持在显微物镜的理想景深内，从而在获得全角度投影数据的同时优化采集数据的质量。本方法能够提高光学衍射层析显微成像中样品重建结果的准确性和分辨率。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京大学
发明人：	王光辉;陈家璧;吕星;曹朔
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010054921.1
公开号：	CN111157492A
分类号：	G01N21/41;G01N21/47;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/41;G01N21/47
申请人地址：	210023 江苏省南京市栖霞区仙林大道163号
主权项：	1.一种景深追踪的光学衍射层析显微成像装置，包括激光器、衰减片、分束光栅、反射镜、样品台、显微物镜、透镜、合束光栅、相移器、CCD，其特征在于，所述激光器的输出光路上放置衰减片和分束光栅，分束光栅将激光光束分为两相干光束，将分束光栅后的一级衍射光用作物光束，将零级衍射光用作参考光束；参考光束通过相移器，被反射镜改变方向，由显微物镜和透镜组成的4f系统扩束后照射到合束光栅上；物光束依次经过样品、反射镜、显微物镜和透镜组成的4f系统后照射到合束光栅上；合束光栅后面参考光束的负一级衍射光和物光束的零级衍射光在CCD上形成记录样品散射场投影数据的干涉条纹图案；样品被放置于由程序控制的样品台上用于数据采集过程中的景深追踪，使样品在全角度旋转过程中始终保持在显微物镜合适的景深内。 2.根据权利要求1所述的景深追踪的光学衍射层析显微成像装置，其特征在于，所述样品台为可编程样品台，包括位移台A、旋转台、位移台B、毛细管夹持工具；所述毛细管夹持工具设置于位移台B上，用于夹持盛放样品的圆柱形毛细管；所述位移台B置于旋转台上，其上的位移控制器用于手动调节样品毛细管和旋转台的相对位置；所述位移台A为匚字形，其底部的二维或者三维位移控制器用于手动调节其空间位置，由旋转台、位移台B、毛细管夹持工具组成的连接体倒置固定在其顶部；所述样品毛细管位于物光束显微物镜之前，可通过位移台A和位移台B调整到合适的位置；旋转台由程序控制，用于在样品数据采集中以合适的旋转速率自动旋转；所述位移台A可由程序控制，在样品旋转过程中做出合适的补偿运动，使样品在全角度旋转过程中始终保持在显微物镜合适的景深内。 3.根据权利要求2所述的景深追踪的光学衍射层析显微成像装置，其特征在于，在所述位移台A的匚字形拐角处设置三角结构支撑，以保证其稳定性。 4.根据权利要求1、2、3所述的景深追踪的光学衍射层析显微成像装置，其使用方法包括下列步骤： (1)将样品放置于景深追踪的光学衍射层析显微成像装置中； (2)确定样品的运动参数； (3)通过LabVIEW程序控制样品台，在样品圆周运动的过程中自动补偿z轴的位移运动，获取全角度散射场投影数据； (4)通过计算机使用相移法解相位并且用解包裹算法解除相位包裹得到每个角度下的相位分布图； (5)通过计算机，基于傅里叶衍射投影定理重建样品的三维折射率分布。 5.根据权利要求4所述的一种景深追踪的光学衍射层析显微成像装置的使用方法，其特征在于，步骤(2)中通过分析样品旋转过程中投影图像在CCD上的变化过程得到样品的旋转半径、起始位置和旋转方向。 6.根据权利要求4所述的一种景深追踪的光学衍射层析显微成像装置及方法，其特征在于，步骤(3)中通过样品台、相移器、CCD在程序的控制下协同配合，实现对于样品每一个角度，CCD获取若干张样品在该角度下的数据干涉图，且样品台自动矫正样品的位置使样品始终保持在显微物镜的景深内。
所属类别：	发明专利