显微螺旋相衬成像方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种显微螺旋相衬成像方法及系统，该方法通过构建螺旋相差物镜，包括依次设置的共轭成像透镜组和螺旋相位片；布置显微螺旋相衬成像系统；调节螺旋相差物镜，使螺旋相位片所在平面为背景光经过聚光镜后的会聚点所在平面的共轭面；将透明样品置于聚光镜与螺旋相差物镜间，调节聚光镜，使光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚中心在共轭面的成像与螺旋相位片中心重合，物镜成像面获得具有螺旋相衬效果的实像，再经过目镜第二次放大即可在显微镜成像面观察到边界增强或者浮雕效果的虚像；本发明专利技术能够在不引入额外的进行傅里叶变换的透镜前提下，获得浮雕效果或相衬成像中的边界增强的像，可用于观测低衬度差样品的形貌相位差异。貌相位差异。貌相位差异。

【技术实现步骤摘要】
显微螺旋相衬成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种显微螺旋相衬成像方法及系统，属于相衬成像领域。

技术介绍

[0002]在光学显微领域，为了实现对透明样品非染色原位成像，通常使用相差显微技术、微分干涉相差显微技术、螺旋相衬成像技术等。对上述技术具体说明如下：
[0003]1)相差显微镜是利用环形照明光源与物镜后焦面的环形相差环，来实现参考光与物体散射光的相位强度重新分布，获得物体散射边界强度增强的现为效果，达到观察透明样品的边缘的目的。
[0004]2)微分干涉相差显微镜，是利用一对渥拉斯顿棱镜，将入射偏振光源分离成辐照在样品微小剪切位移位置的两个正交偏振分量，而后再重组使之重合后相干成像，实现探测样品相位变化的功能。
[0005]3)为实现与1)中的相差显微镜利用空间滤波技术实现边界增强功能外，同时实现2)中的微分干涉相差显微镜实现浮雕像的效果，frey A.Davis等人于2000年在Image processing with the radial Hilbert transform:theory and e本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显微螺旋相衬成像方法，用于在显微镜成像面实现边界增强或浮雕像效果，来观测低衬度差样品的形貌相位差异，其特征在于：包括以下步骤，S1、构建螺旋相差物镜，螺旋相差物镜包括依次设置的共轭成像透镜组和螺旋相位片，共轭成像透镜组为任意满足共轭成像规律的成像透镜组；S2、由步骤S1得到的螺旋相差物镜，布置显微螺旋相衬成像系统，显微螺旋相衬成像系统包括依次设置的光源、聚光镜、螺旋相差物镜、目镜和拍照记录系统；S3、调整螺旋相差物镜中的螺旋相位片位置，使螺旋相位片所在平面为光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点所在平面的共轭面，获得调整后的显微螺旋相衬成像系统；S4、将透明样品置于聚光镜与螺旋相差物镜之间，调节聚光镜，当光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点在共轭面的成像与螺旋相位片中心重合时，在螺旋相差物镜的成像面获得边界增强效果的实像；当光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点在共轭面的成像偏离螺旋相位片中心，且螺旋相位片中心仍落在光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点在共轭面成像的内部时，在螺旋相差物镜的成像面获得浮雕效果的实像；S5、将步骤S4获得的实像再经过目镜第二次放大，即可在显微镜的拍照记录系统中获得两次放大后的具有边界增强或浮雕效果的虚像。2.如权利要求1所述的螺旋相衬成像方法，其特征在于：步骤S1中，螺旋相位片的透射系数其中，circ表示孔径函数，exp表示以e为底的指数函数，r为径向坐标，θ为角向坐标，l为任意整数，R为螺旋相位片半径。3.如权利要求1所述的螺旋相衬成像方法，其特征在于：步骤S3中，使螺旋相位片所在平面为光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点所在平面的共轭面，具体为，光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点所在平面与物平面和共轭成像透镜组的物方主平面的距离分别为Δ和R，共轭成像透镜组的像方主平面距离螺旋相位片和螺旋相位片与成像面的距离分别为d1和d2，其中，R、d1满足：其中，f为像方焦距。4.如权利要求1所述的显微螺旋相衬成像方法，其特征在于：步骤S3中，调整后的显微螺旋相衬成像系统中，物平面与成像面的距离关系满足：其中，Δ和R分别为光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚点所在平面与物平面和共轭成像透镜组的物方主平面的距离，d1和...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪煦昊，孙旭辉，吴浩，秦亦强，张超，姚依正，吴淦，陈欢，王童，马艺冰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：