【技术实现步骤摘要】
基于圆偏振相关光学差分的物体手性识别方法及装置
[0001]本专利技术涉及光学成像领域,具体为一种基于圆偏振相关光学差分的物体手性识别方法及装置。
技术介绍
[0002]在我们生活中无处不见手性现象,手性物体在各个领域均被广泛应用。手性是生物体的本质属性,手性识别也是社会进步必然趋势,物体的手性识别研究在医学、农业、生物化学加工厂等许多方面具有重要的应用前景和理论意义。因此,发展简单、高效、准确、低成本的手性识别方法是当前的热点和前沿方向。同时大量手性药物的出现,使得手性药物识别变得尤为重要,所以对手性识别的方法提出了新的挑战。
[0003]一直以来,人们几乎都是依托色谱法和光谱法来展开对手性物质的研究,但这些传统的方法存在测量仪器价格昂贵、不便于携带、分析时间长、灵敏度低等缺点。目前,电化学法是近年来发展的一种手性识别的新方法。由于识别效率高、检测成本低,该方法被广泛应用。但是电化学法中的传感器与待测物体相互作用易损坏传感器,使传感器寿命低,不能长期使用,且对于未知待测物体,无法设计出与待测物体高度匹配的特异性受体 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于圆偏振相关光学差分的物体手性识别方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1,入射光经过偏振片调制后得到线偏平面光,线偏平面光由左旋圆偏振光场和右旋圆偏振光场组成,线偏平面光照射到待测物体上,左旋或右旋圆偏振光场被待测物体吸收,得到携带待测物体亮场像信息的右旋或左旋圆偏振光场;步骤S2,携带待测物体亮场像信息的左旋或右旋圆偏振光场首先经过物镜将携带待测物体亮场信息进行放大,然后放大信息的左旋或右旋圆偏振光场经过第一透镜进行傅里叶变换后,再依次经过四分之一波相位延迟偏振光栅和检偏器,最后经过第二透镜进行逆傅里叶变换;其中四分之一波相位延迟偏振光栅实现偏振态和相位差的调控,调控即对圆偏振光场进行调控;步骤S3,通过电耦合器件对待测物体的图像进行采集,通过采集的图像是亮场像或边缘像来判断待测物体的手性;步骤S1中,若携带待测物体亮场像信息的光场为左旋圆偏振光场,如公式(1)所示:
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(1);其中,表示携带待测物体亮场像信息的左旋圆偏振光场,表示圆偏振光场携带的亮场像信息的复振幅,为虚数,、代表实空间横坐标和实空间纵坐标;步骤S2中,四分之一波相位延迟偏振光栅的琼斯矩阵如公式(2)所示:
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(2);其中,表示四分之一波相位延迟偏振光栅的琼斯矩阵,是四分之一波相位延迟偏振光栅快轴的方位角,且,exp表示以自然常数e为底的指数函数,是相位延迟,值为,是四分之一波相位延迟偏振光栅相位梯度周期。2.根据权利要求1所述的基于圆偏振相关光学差分的物体手性识别方法,其特征在于:步骤S2中,放大信息的左旋圆偏振光场经过第一透镜进行傅里叶变换后,得到的输出场如公式(3)所示:
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(3);其中,表示傅里叶空间中携带待测物体亮场信息的圆偏振光场,表示经过傅里叶变换的光场携带的亮场像信息的复振幅,其中,FFT表示傅里叶变换运算;、,分别代表傅里叶平面的横坐标和纵坐标,是傅里叶平面上的实空间横坐标和纵坐标,为入射光波长,为透镜焦距;傅里叶空间中携带待测物体亮场信息的圆偏振光场再经过四分之一波相位延迟偏振光栅后的输出场如公式(4)所示:
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(4);其中,表示待测物体亮场信息的圆偏振光场;由公式(4)可知,经过四分之一波相位延迟偏振光栅后待测物体亮场信息的圆偏振光场包含左旋圆偏振光场分量和右旋圆偏振光场分量,右旋圆偏振光场分量附加一个的相位,左旋圆偏振光场分量没有附加相位;待测物体亮场信息的圆偏振光场经过第二透镜进行逆傅里叶变换后,得到的输出场如公式(5...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘廷廷,贺炎亮,谢智强,陈书青,
申请(专利权)人:江西师范大学,
类型:发明
国别省市:
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