三维折射率张量的测量方法及装置制造方法及图纸

提供三维折射率张量的测量方法及装置。一实施例的三维折射率张量的测量方法包括：以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤；以及以偏振相关方式测量试片相对于以至少一个角度和偏振入射的上述入射光的二维衍射光的步骤，可以测量包含双折射的上述试片中的双折射率值和多个分子的排列方向的三维结构。折射率值和多个分子的排列方向的三维结构。折射率值和多个分子的排列方向的三维结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维折射率张量的测量方法及装置


[0001]以下多种实施例涉及一种三维折射率张量(tensor)的测量方法及装置，更详细地，涉及一种用于实现三维双折射率恢复的三维折射率张量的测量方法及装置。

技术介绍

[0002]光学衍射断层成像(Optical Diffraction Tomography，ODT)能够以非侵入方式定量恢复试片的三维折射率(Refractive Index，RI)分布，因此不仅应用于细菌、细胞、组织等生物学研究，还应用于塑料透镜缺陷的确认、三维温度分布的精细测量等各种领域(非专利文献1
‑
3)。
[0003]但是，现有光学衍射断层成像(ODT)技术需要假设一个标量波(scalarwave)，即沿光的电场振动方向的所有波面都相同，因此现有技术在根据方向具有不同折射率的双折射试片的应用中受到限制。
[0004]非专利文献4
‑
6作为现行研究，能够针对利用二维定量相位成像(quantitative phase imaging)技术测量的试片的每个偏振，测量二维相位延迟影像。韩国授权专利第10
‑
1461235号中记载了一种涉及用于检查这些生物组织的偏振灵敏度
‑
光干涉影像获取用探头和偏振灵敏度
‑
光干涉影像检测用探头，以及用于检查生物组织的偏振灵敏度
‑
光干涉影像系统的驱动方法的技术。
[0005]存在一种能够对根据入射光的偏振呈现双折射的试片的每个偏振的二维光学场(optical field)影像(非专利文献4
‑
6)或根据深度的每个偏振的二维光学场影像进行测量的技术(韩国授权专利第10
‑
1461235号)，但是没有已知的理论或方法可以测量作为产生这种双折射现象的试片的基本物理量的三维折射率张量。
[0006]非专利文献1：Kim，K.，et al.(2016)."Optical diffraction tomographytechniques for the study of cell pathophysiology."arXiv preprint arXiv：1603.00592.
[0007]非专利文献2：Wolf，E.(1969)."Three
‑
dimensional structure determinationof semi
‑
transparent objects from holographic data."Optics Communications 1(4)：153
‑
156.
[0008]非专利文献3：Park，Y.(2018)."Quantitative phase imaging inbiomedicine."Nature Photonics 12(10)：578
‑
589.
[0009]非专利文献4：Colomb，T.，Dahlgren，P.，Beghuin，D.，Cuche，E.，Marquet，P.，&Depeursinge，C.(2002).Polarization imaging by use of digitalholography.Applied optics，41(1)，27
‑
37.
[0010]非专利文献5：Wang，Z.，Millet，L.J.，Gillette，M.U.，&Popescu，G.(2008).Jones phase microscopy of transparent and anisotropic samples.Optics letters，33(11)，1270
‑
1272.
[0011]非专利文献6：Kim，Y.，Jeong，J.，Jang，J.，Kim，M.W.，&Park，Y.(2012)
.Polarization holographic microscopy for extracting spatio
‑
temporallyresolved Jones matrix.Optics Express，20(9)，9948
‑
9955.

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]多种实施例描述三维折射率张量的测量方法及装置，更具体地，提供一种可以准确地测量包含双折射的试片中的双折射率值和多个分子的三维方向的技术。
[0014]多种实施例提供一种三维折射率张量的测量方法及装置，其不仅可以准确地测量包含双折射物质的试片的三维双折射率分布，还可以获得与多个分子的三维排列方向有关的信息。
[0015]并且，多种实施例提供一种三维折射率张量的测量方法及装置，可以通过观测液晶微滴的三维分子排列方向，直接光学测量封闭空间内分子之间的相互作用结果，并且可以在没有额外标记的情况下对生物细胞或组织试片中的骨骼及肌肉纤维结构进行选择性三维观察。
[0016]解决问题的方案
[0017]一实施例的三维折射率张量的测量方法包括：以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤；以及以偏振相关方式测量试片相对于以至少一个角度和偏振入射的上述入射光的二维衍射光的步骤，上述三维折射率张量的测量方法可以测量包含双折射的上述试片中的双折射率值和多个分子的排列方向的三维结构。
[0018]上述以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤可以包括控制上述入射光的角度的步骤。
[0019]上述控制上述入射光的角度的步骤可以通过使用电机控制并移动双向镜的位置的方式，以及利用双向镜(dual mirror)、振镜(galvanometric mirror)、变形镜(deformable mirror)、数字微镜器件(digital micromirror device)、液晶空间光调制器(Liquid
‑
crystal spatial light modulator)及二维微机电系统镜(Micro Electro Mechanical System mirror，MEMS mirror)中的至少一种来控制上述入射光的角度。
[0020]上述以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤可以包括控制上述入射光的偏振的步骤。
[0021]在控制上述入射光的偏振的步骤中，可以通过利用偏振分束器(polarization beam splitter)、光纤偏振控制器(optical fiber polarizationcontroller)、旋转式偏振板、液晶延迟器(liquid
‑
crystal retarder)及超表面(metasurface)中的至少一种来控制上述入射光的偏振。
[0022]以偏振相关方式测量试片相对于上述入射光的二维衍射光的步骤可以利用以下方法：利用包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维折射率张量的测量方法，其特征在于，包括：以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤；以及以偏振相关方式测量试片相对于以至少一个角度和偏振入射的上述入射光的二维衍射光的步骤，上述三维折射率张量的测量方法测量包含双折射的上述试片中的双折射率值和多个分子的排列方向的三维结构。2.根据权利要求1所述的三维折射率张量的测量方法，其特征在于，上述以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤包括控制上述入射光的角度的步骤。3.根据权利要求2所述的三维折射率张量的测量方法，其特征在于，在上述控制上述入射光的角度的步骤中，通过利用双向镜、振镜、变形镜、数字微镜器件、液晶空间光调制器及二维微机电系统镜中的至少一种来控制上述入射光的角度。4.根据权利要求1所述的三维折射率张量的测量方法，其特征在于，上述以至少一个角度和偏振控制平面波的入射光的步骤包括控制上述入射光的偏振的步骤。5.根据权利要求4所述的三维折射率张量的测量方法，其特征在于，在控制上述入射光的偏振的步骤中，通过利用偏振分束器、光纤偏振控制器、旋转式偏振板、液晶延迟器及超表面中的至少一种来控制上述入射光的偏振。6.根据权利要求1所述的三维折射率张量的测量方法，其特征在于，以偏振相关方式测量试片相对于上述入射光的二维衍射光的步骤利用以下方法：利用包括马赫

【专利技术属性】
技术研发人员：朴龙根，申昇雨，
申请(专利权)人：唐摩库柏公司，
类型：发明
国别省市：