一种基于交叉相位调制的快速对焦暗场成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于交叉相位调制的快速对焦暗场成像装置及方法，所述装置包括：光源系统、交叉相位调制系统和显微成像系统，所述光源系统产生激光束并输出至交叉相位调制系统，所述交叉相位调制系统将光源系统输入的激光束分成泵浦激光束和探测激光束，所述泵浦激光束和探测激光束进行交叉相位调制后产生空心光束，并输出至显微成像系统，所述显微成像系统基于所述空心光束进行暗场成像。本发明专利技术基于交叉相位调制技术实现快速对焦暗场成像，利用探测激光束在交叉相位调制中产生的空心光束代替现有透射式暗场成像装置中的挡光板，提高了暗场成像光强度，并通过泵浦光功率调节空心光束尺寸来进行快速对焦，革新了现有暗场成像装置，市场前景广阔。

A fast focusing dark field imaging device and method based on cross phase modulation

【技术实现步骤摘要】
一种基于交叉相位调制的快速对焦暗场成像装置及方法
本专利技术涉及显微成像领域，具体涉及一种暗场显微成像装置与方法，尤其是一种基于交叉相位调制的快速对焦暗场成像装置及方法。
技术介绍
光学显微镜是研究微观世界的重要工具。显微镜根据成像方式可以分为光学宽视场显微镜，共聚焦显微镜，体视显微镜等。在光学宽视场显微镜中，根据所需要观察标本的结构特点，人们又发展了明场、暗场、偏光和荧光成像等技术。利用明场显微可以对大部分目标进行观察，但是有些样品因为其折射率和周围环境相近，使用明场显微难以观察，而暗场显微技术可以很好地解决这个问题。暗场显微的原理是阻止透过标本的光直接进入物镜，只让由颗粒散射的光线进入物镜。这样，使物镜形成的像面是一个暗背景上分布着明亮颗粒的景象。暗场显微成像能够增强图像的对比度。作为一种有效的微观样品的观察检测手段，暗场显微技术被广泛应用于各个领域。暗场显微的照明方式分为透射式照明和反射式照明，透射式照明是使用一个圆形遮光板遮住照明光束的中间部分，形成一个空心的锥形聚焦光束。如附图1所示，显微镜物镜位于光束的空心位置处，如果照明光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交叉相位调制的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，包括：光源系统、交叉相位调制系统和显微成像系统，所述光源系统产生激光束并输出至交叉相位调制系统，所述交叉相位调制系统将光源系统输入的激光束分成泵浦激光束和探测激光束，所述泵浦激光束和探测激光束进行交叉相位调制后产生空心光束，并输出至显微成像系统，所述显微成像系统基于所述空心光束进行暗场成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉相位调制的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，包括：光源系统、交叉相位调制系统和显微成像系统，所述光源系统产生激光束并输出至交叉相位调制系统，所述交叉相位调制系统将光源系统输入的激光束分成泵浦激光束和探测激光束，所述泵浦激光束和探测激光束进行交叉相位调制后产生空心光束，并输出至显微成像系统，所述显微成像系统基于所述空心光束进行暗场成像。


2.根据权利要求1所述的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，所述光源系统包括第一激光器(1)，所述第一激光器(1)为产生线偏振高斯激光束的连续可调谐环形钛宝石激光器。


3.根据权利要求1所述的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，所述交叉相位调制系统包括：第一偏振分光立方体(2)、聚焦透镜(3)、第一半波片(4)、第二偏振分光立方体(5)、交叉相位调制单元(6)、第一反射镜(9)、第二半波片(8)、第二反射镜(10)和第三偏振分光立方体(7)，其中所述第一偏振分光立方体(2)、聚焦透镜(3)、第一半波片(4)、第二偏振分光立方体(5)、交叉相位调制单元(6)和第三偏振分光立方体(7)依次设于同一直线光路上，所述第一反射镜(9)、第二半波片(8)、第二反射镜(10)依次设于另一平行直线光路上；且其中由所述第一偏振分光立方体(2)、聚焦透镜(3)、第一半波片(4)和第二偏振分光立方体(5)组成泵浦光路单元，用于产生沿第一方向传输的所述泵浦激光束，由所述第一偏振分光立方体(2)、第一反射镜(9)、第二半波片(8)、第二反射镜(10)和第三偏振分光立方体(7)组成探测光路单元，用于产生与第一方向反向共线传输的所述探测激光束，所述交叉相位调制单元(6)位于所述第二偏振分光立方体(5)和第三偏振分光立方体(7)之间。


4.根据权利要求3所述的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，其中所述第一偏振分光立方体(2)、第二偏振分光立方体(5)和第三偏振分光立方体(7)透射激光束中的水平偏振分量、并反射激光束中的竖直偏振分量；入射到交叉相位调制单元(6)中的泵浦激光束具有水平偏振态，入射到交叉相位调制单元(6)中的探测激光束具有竖直偏振态；所述第一半波片(4)和第二半波片(8)能够对偏振光的偏振方向进行旋转调节；通过第一半波片(4)和第二偏振分光立方体(5)调节入射到交叉相位调制单元(6)中的泵浦激光束的功率，通过第二半波片(8)和第三偏振分光立方体(7)调节入射到交叉相位调制单元(6)中的探测激光束的功率。


5.根据权利要求3或4所述的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，其中所述探测光路单元中，由所述第一偏振分光立方体(2)、第一反射镜(9)、第二半波片(8)、第二反射镜(10)和第三偏振分光立方体(7)组成U型探测光路，其中所述第一反射镜(9)设置于第一偏振分光立方体(2)的反射输出端，并将第一偏振分光立方体(2)反射输出的探测激光束垂直反射至第二反射镜(10)，所述第二反射镜(10)将第一反射镜(9)反射的探测激光束垂直反射至第三偏振分光立方体(7)的光束入射端，所述第二半波片(8)设置于第一反射镜(9)和第二反射镜(10)之间。


6.根据权利要求3-5任一项所述的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，其中所述泵浦光路单元中，由所述第一偏振分光立方体(2)、聚焦透镜(3)、第一半波片(4)和第二偏振分光立方体(5)组成直线泵浦光路，所述聚焦透镜(3)和第一半波片(4)设置于第一偏振分光立方体(2)和第二偏振分光立方体(5)之间，且第一半波片(4)位于聚焦透镜(3)的正后方，所述聚焦透镜(3)用于将泵浦激光束的腰斑聚焦于交叉相位调制单元(6)中。


7.根据权利要求1-6任一项所述的快速对焦暗场成像装置，其特征在于，所述交叉相位调制单元(6)采用装有非线性介质的比色皿，所述探测激光束和泵浦激光束以共线反向传输的方式共同作用于所述比色皿中的非线性介质，所述泵浦激光束通过非线性作用使非线性介质的折射率分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：程雪梅，李松庭，张倩，陈浩伟，白晋涛，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61