相板干涉条纹观察方法及相板相位延迟量测量方法技术

本发明专利技术提出一种相板相位延迟量的直接测量方法，它使用双缝干涉原理测量相位延迟量，所得结果更加直接、准确。其步骤：a、制作代替相板的测试片：测试片由两片玻璃及中间夹层组成，夹层由膜层和透明胶层组成；b、白光平行光通过单缝后再透过双缝，在毛玻璃上形成干涉条纹，用CCD拍摄干涉条纹得到图片A；c、测试片侧面与双缝侧面接触，测试片的胶层和膜层分别与双缝的两缝相对；白光平行光通过单缝后再透过双缝和测试片进行干涉，在毛玻璃上形成干涉条纹，用CCD拍摄干涉条纹得到图片B；d、将图片A和图片B进行图像处理，通过出白光干涉零级条纹的位移，根据双缝衍射公式，计算测试片白光的相位延迟量。本发明专利技术还提供一种相板干涉条纹观察方法。察方法。察方法。

【技术实现步骤摘要】
相板干涉条纹观察方法及相板相位延迟量测量方法


[0001]本专利技术涉及相衬显微镜领域，特别是涉及相衬显微镜相板相位延迟量的一种测量方法。

技术介绍

[0002]人眼只能区分光波的波长(颜色)和振幅(亮度)，对于无色透明的生物标本，当光线通过时，波长和振幅变化不大，在明场观察时很难观察到标本。但光线在穿过透明样品时会产生微小的相位差，相衬显微技术通过干涉的方法，将相位差转换为图像中的强度变化，使无色透明活体标本的细微结构在相衬显微镜下变得清晰可见。在观察细胞的时候不需要进行染色，也就不会对细胞标本产生伤害，因此相衬显微镜可以观察未经染色的标本和活细胞。
[0003]相衬显微镜的关键部件是环形光阑和相板。环形光阑放置在聚光镜的前焦平面上，并限制了入射光波的角度。相板位于物镜的后焦平面上，并具有镀膜材料制成的相衬环，该材料可使通过它的光变暗。
[0004]光源射出的光线通过被检物体时，如果样本是完全均质透明体，则光线将继续前进，称为直射光；若样本中含有折射率或厚度不同的均质时，由于光的衍射现象则向周围侧方分散前进，这种光线称为衍射光。
[0005]在柯拉照明条件下的相衬显微镜中，通过环形光阑的环形光经聚光镜成像在物镜的后焦平面上。此焦平面安装有相板(参见图1、2)，相板由两片玻璃1及中间夹层组成，夹层由相衬环2和透明胶层3组成，相衬环由多层膜组成，未镀膜的部分用胶水填充形成透明胶层。相板上镀有相衬环，所述照明亮环在空间上匹配所述相衬环，受相衬环的影响，引起直射光的变暗、相移(约1/4波长)。由于相衬环宽度较窄，样品的衍射光绝大部分经过相板而不经过相衬环，因此受到相衬环的影响较小，但生物样本通常会将衍射光相位延迟大约1/4波长。
[0006]直射光和衍射光均产生一定的相位差和强度的减弱，这样两组光线再经后透镜的会聚，又在同一光路上行进，而使直射光和衍射光产生光的干涉，变相位差为振幅差。干涉的结果，有的是振幅的同向量，合成波增大，即相长干涉，此部分便明亮；有的是振幅的异向量，合成波减少，即相消干涉，则此部分便暗淡。这样在相衬镜检时，通过无色透明物体的光线，使人眼不可分辨的相位差转变为人眼可分辨的振幅差。
[0007]相板上镀有两种不同的膜—吸收膜和相位膜。吸收膜常为铬、银等金属在其真空中蒸发而镀成的薄膜。相位膜常为氟化镁等在真空中蒸发成的薄膜，通过它的光线，相位被推迟，通常推迟约1/4波长的相位膜。相衬环的相位延迟量对观察图像的明暗反差影响较大，因此准确测量相衬环的相位延迟量至关重要。
[0008]目前常用的测试方法是使用白光干涉仪测量相衬环膜层的物理厚度，由物理厚度乘以镀膜材料的折射率计算得出相位延迟量。这种方法属于间接测量，计算所用镀膜材料的理论折射率与实际折射率有一定误差，且相衬环为多层镀膜结构，此方法会造成较大的
累积误差，因此相位延迟量的直接测量，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提出一种相板相位延迟量的直接测量方法，它使用双缝干涉原理测量相位延迟量，所得结果更加直接、准确。
[0010]本专利技术的相板相位延迟量的测量方法，其步骤包括：
[0011]a、制作代替相板的测试片：测试片由两片玻璃及中间夹层组成，夹层由膜层和透明胶层组成，膜层与相板的相衬环镀膜相同，透明胶层用与相板相同的胶水填充形成；
[0012]b、白光平行光通过单缝后再透过双缝，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，得到图片A；
[0013]c、测试片的一侧面与双缝一侧面接触，且测试片的胶层和膜层分别与双缝的两缝相对；白光平行光通过单缝后再透过双缝和测试片进行干涉，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，得到图片B；
[0014]d、将图片A和图片B进行图像处理，通过出白光干涉零级条纹的位移，根据双缝衍射的公式，计算出测试片白光的相位延迟量。
[0015]上述的相板相位延迟量的测量方法，其步骤还包括：
[0016]e、单色平行光通过单缝后再透过双缝，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，得到图片C；
[0017]f、测试片的一侧面与双缝一侧面接触，且测试片的胶层和膜层分别与双缝的两缝相对；单色平行光通过单缝后再透过双缝和测试片进行干涉，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，得到图片D；
[0018]g、将图片C和图片D进行图像处理，通过出单色光干涉零级条纹的位移，并结合测试片白光的相位延迟量，根据双缝衍射的公式，计算出测试片单色光的相位延迟量。
[0019]本专利技术同时提供了一种相板干涉条纹观察方法，采用该方法可以观察到相板干涉条纹。
[0020]本专利技术的相板干涉条纹观察方法，其步骤包括：
[0021]a、制作代替相板的测试片，测试片由两片玻璃及中间夹层组成，夹层由膜层和透明胶层组成，膜层与相板的相衬环镀膜相同，透明胶层用与相板相同的胶水填充形成；
[0022]b、测试片的一侧面与双缝一侧面接触，且测试片的胶层和膜层分别与双缝的两缝相对；平行光通过单缝后再透过双缝和测试片进行干涉，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，得到图片。
[0023]上述的相板干涉条纹观察方法，步骤b中，将光源发出的光经过物镜聚焦于一点，在该点处放置一针孔生成点光源，点光源发出的光经过透镜准直出射平行光。
[0024]本专利技术的有益效果：本专利技术使用测试片代替相板进行测试，解决了由于相板的相衬环较窄，且为环形不易测量的问题。
[0025]对于该测试片，本专利技术使用采用双缝干涉原理的测试装置，得到干涉条纹图像，并对图像进行分析处理后得到相位延迟量，结果准确，并得到了实验验证。
附图说明
[0026]图1是相板俯视图；
[0027]图2是相板剖视图；
[0028]图3是测试片俯视图；
[0029]图4是测试片剖视图；
[0030]图5是相板相位延迟量测试装置的光学原理图(无测试片)；
[0031]图6是相板相位延迟量测试装置的光学原理图(有测试片)。
具体实施方式
[0032]由于相板的相衬环较窄，且为环形不易测量，故使用测试片代替相板进行测试。
[0033]测试片如图3、图4所示，测试片由两片玻璃1及中间夹层组成，夹层由膜层4和透明胶层3组成，膜层与相板的相衬环镀膜相同，未镀膜的部分用与相板相同的胶水填充形成胶层。测试片可为圆形，也可为方形等。
[0034]实施例1：白光相位延迟量的测量
[0035]测量方法第一步如图5所示，使用白光光源，将光源发出的光经过物镜聚焦于一点，在该点处放置一针孔生成点光源，点光源发出的光经过透镜准直出射平行光，平行光通过单缝后再透过双缝，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹的图片A。
[0036]第二步如图6所示，使用白光光源，将光源发出的光经过物镜聚焦于一点，在该点处放置一针孔生成点光源，点光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.相板干涉条纹观察方法，其特征是：其步骤包括：a、制作代替相板的测试片，测试片由两片玻璃及中间夹层组成，夹层由膜层和透明胶层组成，膜层与相板的相衬环镀膜相同，透明胶层用与相板相同的胶水填充形成；b、测试片的一侧面与双缝一侧面接触，且测试片的胶层和膜层分别与双缝的两缝相对；平行光通过单缝后再透过双缝和测试片进行干涉，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，得到图片。2.如权利要求1所述的相板干涉条纹观察方法，其特征是：步骤b中，将光源发出的光经过物镜聚焦于一点，在该点处放置一针孔生成点光源，点光源发出的光经过透镜准直出射平行光。3.相板相位延迟量的测量方法，其特征是：其步骤包括：a、制作代替相板的测试片：测试片由两片玻璃及中间夹层组成，夹层由膜层和透明胶层组成，膜层与相板的相衬环镀膜相同，透明胶层用与相板相同的胶水填充形成；b、白光平行光通过单缝后再透过双缝，在毛玻璃上形成干涉条纹，并用CCD拍摄干涉条纹，...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕丽华，
申请(专利权)人：南京东利来光电实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：