数字全像显微镜制造技术

本发明专利技术揭露一种数字全像显微镜，包含光源、光栅、影像感测装置与光学模块。光源用以提供光束。光栅置于光源与待测物之间，用以将光束分为参考光与物光。影像感测装置用以收集参考光以及自待测物反射的物光。光学模块置于光源与待测物之间，用以将参考光导引至影像感测装置，且将物光导引至待测物。

【技术实现步骤摘要】
数字全像显微镜
本专利技术是有关于一种数字全像显微镜。
技术介绍
数字全像显微镜的原理是利用两道光束的干涉条纹，以记录待测物的外观。详细而言，一道光束(下称物光)打至待测物上，自待测物反射的物光被导引至影像感测装置，并与一参考光产生干涉条纹。此干涉条纹被影像感测装置记录下后，可被转换成数字信号进行处理，而处理过后即可推算出待测物的外观。请参照图1，其绘示已知的一种数字全像显微镜的示意图。数字全像显微镜包含光源910、分光镜(beamsplitter)920、影像感测装置930、承载基板940与反射镜950。承载基板940用以承载待测物300。首先光源910发出的光束912在通过分光镜920后，即分成参考光914与物光916。物光916穿过承载基板940后打至待测物300，接着反射至影像感测装置930。另一方面参考光914打至反射镜950，接着被反射回分光镜920，分光镜920再将参考光914反射至影像感测装置。然而在本已知方式中，分光镜920需置于待测物300与影像感测装置930之间，且分光镜920需与影像感测装置930的收光面932倾斜一角度(例如45度)，如此一来待测物300与影像感测装置930之间必须间隔一距离h，因此增加了显微镜本身的尺寸，以至于无法将数字全像显微镜微型化。
技术实现思路
因此本专利技术的一方面提供一种数字全像显微镜，主要利用光栅取代分光镜，通过调整光栅的位置或改变与影像感测装置的收光面的夹角，而使数字全像显微镜的尺寸得以缩小。一种数字全像显微镜包含光源、光栅、影像感测装置与光学模块。光源用以提供光束。光栅置于光源与待测物之间，用以将光束分为参考光与物光。影像感测装置用以收集参考光以及自待测物反射的物光。光学模块置于光源与待测物之间，用以将参考光导引至影像感测装置，且将物光导引至待测物。在一或多个实施方式中，光学模块具有测量区与非测量区，待测物置于测量区。物光穿透光学模块的测量区而打至待测物，且参考光打至光学模块的非测量区而反射至影像感测装置。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含光强调制元件，置于光栅与光学模块之间。光强调制元件用以调制物光与参考光其中一者的光强度。在一或多个实施方式中，光栅与光强调制元件共同组成主动式分光元件。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含疏水材质层，覆盖光学模块面向待测物的一侧的非测量区的至少一部分，且围绕测量区。在一或多个实施方式中，光学模块具有凹槽，位于光学模块面向待测物的一侧的测量区。在一或多个实施方式中，光学模块与光栅共同形成具有绕射图案的全像光学元件。在一或多个实施方式中，全像光学元件的绕射效率小于20%且大于0.1%。在一或多个实施方式中，全像光学元件与影像感测装置的收光面大致平行。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含光强调制元件，置于全像光学元件与待测物之间。光强调制元件用以调制物光的光强度。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含至少一反射侧壁，置于全像光学元件与影像感测装置之间。反射侧壁用以将自待测物反射的物光导引至影像感测装置。在一或多个实施方式中，反射侧壁与全像光学元件的法线之间具有一夹角，且夹角的范围大于0度并小于或等于60度。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含载板，用以承载待测物。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含疏水材质层，覆盖载板面向待测物的一侧的至少一部分，且围绕待测物。在一或多个实施方式中，载板具有凹槽，用以容纳待测物。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含透镜，置于光源与光学模块之间。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含反射元件，置于光源与光学模块之间。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含导引介质，置于光学模块与影像感测装置之间。导引介质具有一导引面。在一或多个实施方式中，影像感测装置为电荷耦合元件或互补金属氧化物半导体。在一或多个实施方式中，数字全像显微镜还包含反射盖，置于待测物相对于光学模块的一侧。附图说明图1绘示已知的一种数字全像显微镜的示意图；图2绘示依照本专利技术第一实施方式的数字全像显微镜的示意图；图3绘示本专利技术一实施方式的待测物与光学模块的局部示意图；图4绘示本专利技术另一实施方式的待测物与光学模块的局部示意图；图5绘示本专利技术再一实施方式的待测物与光学模块的局部示意图；图6绘示本专利技术第二实施方式的数字全像显微镜的示意图；图7A绘示本专利技术第三实施方式的数字全像显微镜的示意图；图7B绘示图7A的导引介质与影像感测装置的上视图；图8绘示本专利技术第四实施方式的数字全像显微镜的示意图；图9A绘示本专利技术第五实施方式的数字全像显微镜的示意图；图9B绘示图9A的反射侧壁与影像感测装置的上视图；图10绘示本专利技术一实施方式的待测物与载板的局部示意图；图11绘示本专利技术又一实施方式的待测物与载板的局部示意图；图12绘示本专利技术再一实施方式的待测物与载板的局部示意图；图13绘示本专利技术第六实施方式的数字全像显微镜的示意图；图14A绘示本专利技术第七实施方式的数字全像显微镜的示意图；图14B绘示图14A的导引介质与影像感测装置的上视图；图15绘示本专利技术第八实施方式的数字全像显微镜的示意图。具体实施方式以下将以附图揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。图2绘示依照本专利技术第一实施方式的数字全像显微镜的示意图。数字全像显微镜包含光源110、光栅120、影像感测装置130与光学模块140。光源110提供光束112。光栅120置于光源110与待测物300之间，用以将光束112分为参考光114与物光116。影像感测装置130用以收集参考光114以及自待测物300反射的物光116。光学模块140置于光源110与待测物300之间，用以将参考光114导引至影像感测装置130，且将物光116导引至待测物300。详细而言，光源110例如可为激光，然而本专利技术并不以此为限。光源110发出的光束112首先到达光栅120。光束112通过光栅120的分光作用而在空间上分为至少两道光束，其中可选择两道光束作为参考光114与物光116。参考光114与物光116分别沿着不同的路径而到达光学模块140。在本实施方式中，光学模块140具有测量区I与非测量区II，而待测物300置于光学模块140相对于光源110的一侧面142，且位于光学模块140的测量区I中。物光116自光学模块140的另一侧面144射入，到达光学模块140的测量区I，穿透光学模块140后打至待测物300。因此自待测物300反射的物光116则再度穿透光学模块140，接着到达影像感测装置130。另一方面，到达光学模块140的参考光114会打至光学模块140的非测量区II，而被光学模块140反射至影像感测装置130。因此到达影像感测装置130的参考光114与物光116便能够干涉以形成干涉图案。此干涉图案则被影像感测装置130记录下来，之后可被转换成数字信号进行处理。而处理过后即可推算出待测物300的外观，以产生待测物300的影像。本实施方式的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字全像显微镜，其特征在于，包含：一光源，用以提供一光束；一光栅，置于该光源与一待测物之间，用以将该光束分为一参考光与一物光；一影像感测装置，用以收集该参考光以及自该待测物反射的该物光；以及一光学模块，置于该光源与该待测物之间，用以将该参考光导引至该影像感测装置，且将该物光导引至该待测物。

【技术特征摘要】
1.一种数字全像显微镜，其特征在于，包含：一光源，用以提供一光束；一光栅，置于该光源与一待测物之间，用以将该光束分为一参考光与一物光；一影像感测装置，用以收集该参考光以及自该待测物反射的该物光；以及一光学模块，置于该光源与该待测物之间，用以将该参考光导引至该影像感测装置，且将该物光导引至该待测物，该光学模块与该光栅共同形成一具有绕射图案的全像光学元件，且该全像光学元件与该影像感测装置的一收光面平行。2.根据权利要求1所述的数字全像显微镜，其特征在于，该光学模块具有一测量区与一非测量区，该待测物置于该测量区，该物光穿透该光学模块的该测量区而打至该待测物，且该参考光打至该光学模块的该非测量区而反射至该影像感测装置。3.根据权利要求1所述的数字全像显微镜，其特征在于，该全像光学元件的绕射效率小于20％且大于0.1％。4.根据权利要求1所述的数字全像显微镜，其特征在于，还包含一光强调制元件，置于该全像光学元件与该待测物之间，该光强调制元件用以调制该物光的光强度。5.根据权利要求1所述的数字全像显微镜，其特征在于，还包含至少一反射侧壁，置于该全像光学元件与该影像感测装置之间，该反射侧壁用以将自该待测物反射的该物...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆成，余业纬，
申请(专利权)人：中央大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71