基于数字全息显微术的微流体折射率和浓度测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数字全息显微术的微流体折射率和浓度测量系统及方法，采用双球面波干涉的离轴数字全息光路系统，记录注有溶液的微流控芯片的数字全息图；利用再现算法对所记录的数字全息图进行成像重构，获得注有基准溶液、待测溶液的微流控芯片的相位图并截取相位曲线图；利用相减法从重构的相位图中提取溶液相位信息，计算得到不同浓度溶液的折射率值。通过测得不同浓度溶液的折射率，拟合给出溶液折射率与浓度变化的关系，为不同浓度溶液的微流体特性研究提供一种实时相位成像测量手段。

【技术实现步骤摘要】
基于数字全息显微术的微流体折射率和浓度测量系统及方法
本专利技术涉及利用数字全息显微术对微流体折射率及浓度参数定量测量，更具体地说，本专利技术涉及一种测定微流体折射率及浓度参数的数字全息成像系统及方法。
技术介绍
数字全息显微成像术作为一种新型三维数字成像技术，其记录和重构成像都涉及数字化过程。数字全息记录过程，将经由光电耦合型图像采集器(CCD或CMOS)记录的全息图强度信息转变成数字信号存入计算机。采用马赫泽德干涉仪结构光路进行离轴数字全息记录，可以克服重构时孪生像的影响。离轴数字全息图记录时，不依靠由物体直接透射的光作为参考光波，而是引入另一光束作为参考光；参考光与物光成一定夹角传播，而不是共线传播；参考光与物光在图像采集器的感光面上干涉，记录下所形成的干涉条纹，就得到离轴数字全息图。数字全息的再现成像过程，使用计算机数值模拟衍射传播过程进行波前重构，进而获得物体真实的三维结构信息。折射率是表征物体结构及组织特征的重要光学参数，通过待测物折射率分布情况就可以了解物质的光学性质、质量浓度以及生物组织结构等变化。目前，液体折射率测定的方法主要有阿贝折射仪法、分光仪法、牛顿环法、干涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字全息显微术的微流体折射率和浓度测量系统，其特征在于包括：激光器、扩束准直器、光阑、第一半波片，偏振分光棱镜、第二半波片，第一反射镜、第一显微物镜、第二反射镜、第二显微物镜、分光棱镜、微流控芯片、图像采集器，以及计算机；其中，偏振分光棱镜、第一反射镜、第一显微物镜、第二反射镜、第二显微物镜和分光棱镜构成马赫泽德干涉仪光路，由偏振分光棱镜的反射路、第一反射镜、第一显微物镜和分光棱镜的透射路构成马赫泽德干涉仪结构的样品臂，由偏振分光棱镜的透射路、第二反射镜、第二显微物镜和分光棱镜的反射路构成马赫泽德干涉仪结构的参考臂；第一显微物镜和第二显微物镜采用相同型号；微流控芯片放置于第一反射镜...

【技术特征摘要】
1.一种基于数字全息显微术的微流体折射率和浓度测量系统，其特征在于包括：激光器、扩束准直器、光阑、第一半波片，偏振分光棱镜、第二半波片，第一反射镜、第一显微物镜、第二反射镜、第二显微物镜、分光棱镜、微流控芯片、图像采集器，以及计算机；其中，偏振分光棱镜、第一反射镜、第一显微物镜、第二反射镜、第二显微物镜和分光棱镜构成马赫泽德干涉仪光路，由偏振分光棱镜的反射路、第一反射镜、第一显微物镜和分光棱镜的透射路构成马赫泽德干涉仪结构的样品臂，由偏振分光棱镜的透射路、第二反射镜、第二显微物镜和分光棱镜的反射路构成马赫泽德干涉仪结构的参考臂；第一显微物镜和第二显微物镜采用相同型号；微流控芯片放置于第一反射镜和第一显微物镜之间；调整第二显微物镜的位置，使其和第一显微物镜到分光棱镜中心的距离相等；；激光器发出的光经扩束准直器形成平面波光束，通过光阑后，依次入射到第一半波片、偏振分光棱镜上，光阑用于调整光斑大小，第一半波片用于调节物光束与参考光束的光强比；光束由偏振分光棱镜分为两束光束，其中反射光束为物光束，透射光束为参考光束；由偏振分光棱镜反射后，物光束经第一反射镜后入射到注有溶液的微流控芯片上，物光束透过微流控芯片后加载上待测溶液信息，通过第一显微物镜后成为球面物光波，然后入射到分光棱镜上并被透射；由偏振分光棱镜透射后，参考光束通过第二半波片，经第二反射镜反射并通过第二显微物镜后成为球面参考光波，入射到分光棱镜上并被反射；经分光棱镜反射的参考光与透射的物光之间形成一个物参夹角，并向前传播到图像采集器的记录靶面上干涉，由所述图像采集器记录下干涉图即为数字全息图，保存到计算机中；第二半波片用于将参考光束的偏振态调节为与物光束相同的偏振态。2.应用如权利要求1所述系统进行一种基于数字全息显微术的微流体折射率和浓度测量方法，其特征在于包括采用双球面波干涉记录注有溶液的微流控芯片的数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：江竹青，孙婵，崔昱桐，王喆，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11