可切换成像测量系统和光学成像测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种可切换成像测量系统，包括：一载物台、一物镜、一第一切换装置、一第一凸透镜、一调制模块、一第二切换装置、一第三凸透镜和一收集装置，载物台、物镜、第一切换装置、第一凸透镜、调制模块、第二切换装置、第三凸透镜和收集装置位于同一光路中并沿着光的传播方向上依次设置；该系统能够在第一工作模式（实空间调制、实空间收集）、第二工作模式（实空间调制、动量空间收集）、第三工作模式（动量空间调制、实空间收集）和第四工作模式（动量空间调制、动量空间收集）中的至少两个模式之间进行切换；并且对于具有波长单一且固定的光的光路，在切换的过程中，调制模块和收集装置的位置保持不变。位置保持不变。位置保持不变。

【技术实现步骤摘要】
可切换成像测量系统和光学成像测量装置


[0001]本专利技术涉及成像和光学测量
，特别涉及一种包括光学透镜的可切换成像测量系统和光学成像测量装置。

技术介绍

[0002]随着科学研究的发展和光子产业的升级，对于能够在介观尺度精细表征材料光学特性，并且能够实时瞬态获取全部模式信息的强烈需求将促进相关检测技术的进步，在各种检测技术中，对材料的光学响应的检测能够很好的表征材料特性。但现有的动量空间和实空间成像的检测技术还不够成熟。现有技术的实空间和动量空间的成像测量技术中，使用物镜作为傅里叶变换元件在物镜后焦平面形成动量空间成像，对实空间或动量空间一次或多次成像后进行信号收集，但没有进行调制，或者调制与信号收集位于同一位置。另外，如何提供成像测量系统以兼容多种空间调制/信号收集工作模式是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种可切换成像测量系统，包括：一载物台、一物镜、一第一切换装置、一第一凸透镜、一调制模块、一第二切换装置、一第三凸透镜和一收集装置，载物台、物镜、第一切换装置、第一凸透镜、调制模块、第二切换装置、第三凸透镜和收集装置位于同一光路中并沿着光的传播方向上依次设置；载物台用于承载一待测样品，样品具有一样品面；物镜用于接收来自待测样品的信号光，物镜具有一物镜后焦平面；第一切换装置上设置有一第五凸透镜，第一切换装置能够将第五凸透镜移入或移出光路；物镜后焦平面与第一凸透镜的距离大于第一凸透镜的焦距；当第五凸透镜被移出光路时，第一凸透镜将样品面在第一凸透镜的后焦平面处成像于一第一实空间成像面，并且将物镜后焦平面在一第一位置处成像于一第一动量空间成像面；当第五凸透镜被移入光路时，物镜后焦平面位于第五凸透镜的前焦平面，第五凸透镜和第一凸透镜组成一第一透镜组将样品面在一第二位置处成像于一第二实空间成像面，并且将物镜后焦平面在第一凸透镜的后焦平面处成像于一第二动量空间成像面；调制模块设置于第一凸透镜的后焦平面处，并对待测量的区域进行调制；第二切换装置上设置有N个透镜，N为2或3，N个透镜选自一第二凸透镜、一第四透镜和一第六凸透镜构成的组，第二切换装置能够将N个透镜中的任一个切换进光路；当第二凸透镜被移入光路时，第一凸透镜的后焦平面位于第二凸透镜的前焦平面；当第四透镜被移入光路时，第一动量空间成像面位于第四透镜的前焦平面；当第六凸透镜被移入光路时，第二实空间成像面位于第六凸透镜的前焦平面处；收集装置设置于第三凸透镜的后焦平面处。
[0004]可选的， 还包括一控制模块，与第一切换装置和第二切换装置电性连接；控制模块控制第一切换装置和第二切换装置以实现多个工作模式中的一个，多个工作模式选自：
第一工作模式：第五凸透镜被移出光路，第二凸透镜被移入光路；第二工作模式：第五凸透镜被移出光路，第四透镜被移入光路；第三工作模式：第五凸透镜被移入光路，第二六凸透镜被移入光路；第四工作模式：第五凸透镜被移入光路，第二六凸透镜被移入光路。
[0005]可选的， N=3，N个透镜包括第二凸透镜、第四透镜和第六凸透镜，控制模块控制第一切换装置和第二切换装置以实现第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第四工作模式中的一个；或者N=2，N个透镜包括第二凸透镜和第四透镜，控制模块控制第一切换装置和第二切换装置以实现第一工作模式、第二工作模式和第四工作模式中的一个；或者N=2，N个透镜包括第二凸透镜和第六凸透镜，控制模块控制第一切换装置和第二切换装置以实现第一工作模式、第三工作模式和第四工作模式中的一个；或者N=2，N个透镜包括第四透镜和第六凸透镜，控制模块控制第一切换装置和第二切换装置以实现第二工作模式和第三工作模式中的一个。
[0006]可选的， 第一凸透镜与物镜后焦平面的距离为L1，第一凸透镜的焦距为f1，L1=2f1。
[0007]可选的，第四透镜为第四凹透镜，在第二工作模式中第四凹透镜被移入光路时位于第一凸透镜的后焦平面和第一动量空间成像面之间。
[0008]可选的， 第四透镜为第四凸透镜，在第二工作模式中第四凸透镜被移入光路时位于第一动量空间成像面和第三凸透镜之间。
[0009]可选的，调制模块包括一个或二个以上调制单元，调制单元为小孔或SLM；当调制模块包括二个以上调制单元时，成像测量系统还包括一可移动平台，调制模块设置于可移动平台，用于切换不同的调制单元。
[0010]可选的， 控制模块包括一第一子控制模块和一第二子控制模块；第一切换装置包括一第一驱动模块和一第一安装台，第五凸透镜固定于第一安装台，第一子控制模块向第一驱动模块发出一第一控制信号以驱动第一安装台移动，将第五凸透镜移入或移出光路；第二切换装置包括一第二驱动模块和一第二安装台，N个透镜固定于第二安装台，第二子控制模块向第二驱动模块发出一第二控制信号以驱动第二安装台移动，将N个透镜中的一个切换进光路。
[0011]可选的，成像测量系统还包括：一第一子控制模块和一第二子控制模块，第一切换装置包括一第一驱动模块和一第一安装台，第五凸透镜固定于第一安装台，第一子控制模块向第一驱动模块发出一第一控制信号以驱动第一安装台移动，将第五凸透镜移入或移出光路；第二切换装置包括N个第二驱动模块和与N个第二驱动模块一一对应通信连接的N个第二安装台，N个透镜分别固定于N个第二安装台，第二子控制模块向N个第二驱动模块分别发出一第二控制信号以驱动N个第二安装台移动，将N个透镜中的一个切换进光路。
[0012]本专利技术还提供了一种光学成像测量装置，包括上述的可切换成像测量系统。
[0013]本专利技术提供的可切换成像测量系统能够在第一工作模式（实空间调制、实空间收集）、第二工作模式（实空间调制、动量空间收集）、第三工作模式（动量空间调制、实空间收集）和第四工作模式（动量空间调制、动量空间收集）中的至少两个模式之间进行切换；并且对于具有波长单一且固定的光的光路，在切换的过程中，调制模块和收集装置的位置保持
不变。
附图说明
[0014]图1为本专利技术提供的一种可切换成像测量系统的结构示意图；图2为图1所示可切换成像测量系统处于第一工作模式的光路示意图；图3为图1所示可切换成像测量系统处于第二工作模式的一种光路示意图；图4为图1所示可切换成像测量系统处于第二工作模式的另一种光路示意图；图5为图1所示可切换成像测量系统处于第三工作模式的光路示意图；图6为图1所示可切换成像测量系统处于第四工作模式的光路示意图；图7为本专利技术提供的调制模块的结构示意图；图8为切换装置和控制模块的一种连接结构示意图；图9为切换装置和控制模块的另一种连接结构示意图；图10为本专利技术提供的另一种可切换成像测量系统的结构示意图；图11为本专利技术提供的另一种可切换成像测量系统的结构示意图；图12为本专利技术提供的另一种可切换成像测量系统的结构示意图。
[0015]附图标记说明：1：载物台，2：物镜，3：第一切换装置，31：第五凸透镜，4：第一凸透镜，41：第一凸透镜的后焦平面，5：调制模块，6：第二切换装置，61：第二凸透镜，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可切换成像测量系统，其特征在于，包括：一载物台、一物镜、一第一切换装置、一第一凸透镜、一调制模块、一第二切换装置、一第三凸透镜和一收集装置，所述载物台、所述物镜、所述第一切换装置、所述第一凸透镜、所述调制模块、所述第二切换装置、所述第三凸透镜和所述收集装置位于同一光路中并沿着光的传播方向上依次设置；所述载物台用于承载一待测样品，所述样品具有一样品面；所述物镜用于接收来自所述待测样品的信号光，所述物镜具有一物镜后焦平面；所述第一切换装置上设置有一第五凸透镜，所述第一切换装置能够将所述第五凸透镜移入或移出所述光路；所述物镜后焦平面与所述第一凸透镜的距离大于所述第一凸透镜的焦距；当所述第五凸透镜被移出所述光路时，所述第一凸透镜将所述样品面在所述第一凸透镜的后焦平面处成像于一第一实空间成像面，并且将所述物镜后焦平面在一第一位置处成像于一第一动量空间成像面；当所述第五凸透镜被移入所述光路时，所述物镜后焦平面位于所述第五凸透镜的前焦平面，所述第五凸透镜和所述第一凸透镜组成一第一透镜组将所述样品面在一第二位置处成像于一第二实空间成像面，并且所述将所述物镜后焦平面在所述第一凸透镜的后焦平面处成像于一第二动量空间成像面；所述调制模块设置于所述第一凸透镜的后焦平面处，并对待测量的区域进行调制；所述第二切换装置上设置有N个透镜，N为2或3，所述N个透镜选自一第二凸透镜、一第四透镜和一第六凸透镜构成的组，所述第二切换装置能够将所述N个透镜中的任一个切换进所述光路；当所述第二凸透镜被移入所述光路时，所述第一凸透镜的后焦平面位于所述第二凸透镜的前焦平面；当所述第四透镜被移入所述光路时，所述第一动量空间成像面位于所述第四透镜的前焦平面；当所述第六凸透镜被移入所述光路时，所述第二实空间成像面位于所述第六凸透镜的前焦平面处；所述收集装置设置于所述第三凸透镜的后焦平面处。2.根据权利要求1所述的成像测量系统，其特征在于，还包括一控制模块，与所述第一切换装置和所述第二切换装置电性连接；所述控制模块控制所述第一切换装置和所述第二切换装置以实现多个工作模式中的一个，所述多个工作模式选自：第一工作模式：所述第五凸透镜被移出所述光路，所述第二凸透镜被移入所述光路；第二工作模式：所述第五凸透镜被移出所述光路，所述第四透镜被移入所述光路；第三工作模式：所述第五凸透镜被移入所述光路，所述第六凸透镜被移入所述光路；第四工作模式：所述第五凸透镜被移入所述光路，所述第二凸透镜被移入所述光路。3.根据权利要求2所述的成像测量系统，其特征在于，N=3，所述N个透镜包括所述第二凸透镜、所述第四透镜和所述第六凸透镜，所述控制模块控制所述第一切换装置和所述第二切换装置以实现所述第一工作模式、所述第二工作模式、所述第三工作模式和所述第四工作模式中的一个；或者N=2，所述N个透镜包括所述第二凸透镜和所述第四透镜，所述控制模块控制所述第一切换装置和所述第二切换装置以实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：任祺君，张献祥，
申请(专利权)人：星元极光苏州光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：