專利名稱：一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維顯微觀測系統(tǒng)，更特別地說，是指一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前生物細(xì)胞的三維顯微觀測技術(shù)方法主要包括原子力顯微技術(shù)、激光共聚焦顯微技術(shù)和數(shù)字全息顯微技術(shù)等。數(shù)字全息顯微依托于數(shù)字全息技術(shù)，利用CCD、CM0S等光電圖像傳感器以數(shù)字形式記錄全息圖，利用計(jì)算機(jī)模擬再現(xiàn)參考光照射全息圖的光學(xué)衍射過程重構(gòu)物光，從而獲得待測物體的振幅和相位信息。為了將數(shù)字全息技術(shù)應(yīng)用于活體細(xì)胞的三維顯微觀測，需要解決一些技術(shù)問題 (1)數(shù)字全息的成像分辨率受圖像傳感器(CXD、CM0S)性能指標(biāo)的限制，細(xì)胞顯微觀測時(shí)一般采用顯微物鏡進(jìn)行預(yù)放大處理，提高再現(xiàn)像的分辨率，但此時(shí)再現(xiàn)物光易受顯微物鏡引起的像差和畸變影響，必須進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償和矯正。(2)為提高信噪比和成像質(zhì)量，在記錄過程中需要對物光和參考光的光強(qiáng)比、入射夾角和波前曲率進(jìn)行精確控制。(3)在長時(shí)間動態(tài)觀測中，活體細(xì)胞的培養(yǎng)一般需要在水平放置的培養(yǎng)皿中進(jìn)行，必須合理設(shè)計(jì)光路，使其結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性好，同時(shí)便于操作和調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置， 該裝置采用數(shù)字全息顯微技術(shù)，對生物活體細(xì)胞實(shí)現(xiàn)非接觸、非破壞、無預(yù)處理的動態(tài)三維顯微觀測；通過光纖光路實(shí)現(xiàn)物光照明，物光光路部分采用立式結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行生物活體細(xì)胞觀測；參考光利用光束轉(zhuǎn)折器控制其與物光的夾角，實(shí)現(xiàn)離軸數(shù)字全息；采用無窮遠(yuǎn)校正顯微物鏡對細(xì)胞進(jìn)行預(yù)放大成像，同時(shí)利用中繼透鏡調(diào)整成像位置和物光的波前曲率， 提高了觀測分辨率。該裝置通過平臺使得多個光學(xué)器件的布局結(jié)構(gòu)緊湊、靈活、穩(wěn)定，并可用于長時(shí)間對生物活體細(xì)胞進(jìn)行動態(tài)觀測。本發(fā)明的一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，該裝置包括有激光光源、分光耦合單元、第一反射鏡、光束準(zhǔn)直單元、第二反射鏡、光束轉(zhuǎn)折器、光纖準(zhǔn)直鏡、活體細(xì)胞培養(yǎng)皿、顯微物鏡、中繼成像透鏡、消偏振分光棱鏡和CMOS相機(jī)；激光光源用于輸出中心波長為532nm的激光；分光耦合單元對激光進(jìn)行分光處理，一路輸出空間光， 另一路耦合進(jìn)入單模保偏光纖成為光纖光；空間光順次經(jīng)第一反射鏡、光束準(zhǔn)直單元、第二反射鏡、光束轉(zhuǎn)折器后，作為平行參考光，入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡；光纖光經(jīng)光纖準(zhǔn)直鏡， 形成平行照明光照射到待測活體細(xì)胞上；照明光經(jīng)過待測細(xì)胞透射，形成攜帶細(xì)胞三維信息的初始物光；物光經(jīng)顯微物鏡、中繼成像透鏡后，形成細(xì)胞的放大實(shí)像，作為預(yù)放大物光入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡；消偏振分光棱鏡對入射的平行參考光、預(yù)放大物光進(jìn)行合光處理得到合并光束，該合并光束形成的全息圖被CMOS相機(jī)的光敏面捕獲。本發(fā)明的一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，其具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)采用數(shù)字全息顯微技術(shù)，可動態(tài)獲取生物活體細(xì)胞的三維信息，具有非接觸、 非破壞性，且無需預(yù)處理，對細(xì)胞的影響非常小。(2)采用無窮遠(yuǎn)校正顯微物鏡對細(xì)胞進(jìn)行預(yù)放大成像，獲取了較高頻率的信息，提高了觀測分辨率，同時(shí)利用中繼成像透鏡調(diào)整成像位置和物光波前曲率，有利于全息圖的記錄。(3)采用空間光-光纖光混合光路結(jié)構(gòu)，物光照明通過光纖光路實(shí)現(xiàn)，采用立式結(jié)構(gòu)，緊湊靈活；參考光采用空間光路，通過光束轉(zhuǎn)折器調(diào)整參考光入射方向，進(jìn)而控制物光與參考光的夾角，操作方便，穩(wěn)定性好，可用于長時(shí)間觀測。


圖1是本發(fā)明生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置的光路傳輸結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明分光耦合單元的光路傳輸結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明物光光路的光路傳輸結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明一種具體生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置的實(shí)施方式結(jié)構(gòu)圖。圖4A是本發(fā)明光束調(diào)整器結(jié)構(gòu)圖。圖4B是本發(fā)明光束調(diào)整器中第一夾具的分解圖。圖4C是本發(fā)明第一夾具中三角鏡架的另一視角結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1所示，本發(fā)明是一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，該裝置包括有激光光源1、分光耦合單元2、第一反射鏡3、光束準(zhǔn)直器4、第二反射鏡5、 光束轉(zhuǎn)折器6、光纖準(zhǔn)直鏡7、活體細(xì)胞培養(yǎng)皿8、顯微物鏡9、中繼成像透鏡10、消偏振分光棱鏡11和CMOS相機(jī)12 ；其中，第一反射鏡3與第二反射鏡5的結(jié)構(gòu)相同。(一)激光光源1在本發(fā)明中，光源1用于提供532nm的激光la，即光信息，該光源提供了中心波長為532nm的單縱模激光，可以選取可選用瑞典Cobolt公司生產(chǎn)的型號為Samba TM 532nm 的激光器。(二)分光耦合單元2參見圖2所示，分光耦合單元2包括有A半波片201、偏振分光棱鏡202、B半波片 203、可調(diào)衰減器204、光纖耦合器205和單模保偏光纖206。分光耦合單元2用于接收從激光光源1出射的中心波長為532nm的激光la，將其分為空間光加和光纖光2b輸出，并可調(diào)整改變兩路光(空間光加和光纖光2b)的光強(qiáng)比 (一般為 1 5 5 1)。激光Ia經(jīng)A半波片201后射入偏振分光棱鏡202上后被分為兩束偏振方向正交的反射光和透射光；其中反射光經(jīng)過B半波片203、可調(diào)衰減器204后成為空間光加，所述空間光加進(jìn)入?yún)⒖脊饴罚涣硪宦吠干涔饨?jīng)光纖耦合器205耦合進(jìn)入單模保偏光纖206中成為光纖光2b，所述光纖光2b進(jìn)入物光光路。在本發(fā)明中，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整A半波片201和可調(diào)衰減器204，可以改變空間光加與光纖光2b之間的光強(qiáng)比(一般為1 5 5 1)，進(jìn)而改變平行參考光6a和預(yù)放大物光IOa的光強(qiáng)比(一般為1 5 5 1)。旋轉(zhuǎn)調(diào)整B 半波片203，能夠保證空間光加與光纖光2b的偏振方向一致。在本發(fā)明中，A半波片201和B半波片203可選取北京大恒光電公司的GCL-060411 型石英零級半波片；偏振分光棱鏡202可以選取北京大恒光電公司的GCC-402102型偏振分光棱鏡；可調(diào)衰減器204可選取北京大恒光電公司的GC0-0701M型圓形可調(diào)衰減器；光纖耦合器205可選用美國OZ光學(xué)公司的HPUC-23AF-532-S-6. 2AS-2型光纖耦合器；單模保偏光纖206可選用美國OZ光學(xué)公司的QPMJ-3AF3S-532-3. 5/125-3-2-1型532nm單模保偏光纖。(三)第一反射鏡3在本發(fā)明中，第一反射鏡3和第二反射鏡5用于轉(zhuǎn)折光束，采用相同結(jié)構(gòu)的反射鏡，可選取北京大恒光電公司的GCC-102104型反射鏡。(四)光束準(zhǔn)直器4在本發(fā)明中，光束準(zhǔn)直器4由空間濾波器和平凸透鏡構(gòu)成；空間濾波器用于對接收到的反射光3a進(jìn)行擴(kuò)束處理后，準(zhǔn)直為平行光如后照射至平凸透鏡上，經(jīng)平凸透鏡后形成平行光如輸出。用于對反射后的空間光加進(jìn)行擴(kuò)束，并將其準(zhǔn)直為平行光出射。光束準(zhǔn)直器4可以由北京大恒光電公司生產(chǎn)的GC0-01M型空間濾波器和GCL-010147型平凸透鏡組合而成。(五)光束轉(zhuǎn)折器6在本發(fā)明中，光束轉(zhuǎn)折器6用于改變參考光的入射角度，進(jìn)而調(diào)整參考光與物光的夾角。參見圖4A所示，光束轉(zhuǎn)折器6包括有齒輪齒條平移臺、第一夾具63、第二夾具64、 第一支撐桿65、升降桿66、第二支撐桿67、第一平面反射鏡68和第二平面反射鏡69 ；其中， 第一夾具63與第二夾具64的結(jié)構(gòu)相同；第一平面反射鏡68與第二平面反射鏡69的結(jié)構(gòu)相同。第一夾具63安裝在第一支撐桿65上，第二夾具64安裝在第二支撐桿67上。第一支撐桿65、升降桿66和第二支撐桿67為圓筒結(jié)構(gòu)，升降桿66的一端上安裝第一支撐桿65，升降桿66的另一端上安裝第二支撐桿67。通過安裝在升降桿66內(nèi)的長度 (第一支撐桿65、第二支撐桿67各自的長度)來調(diào)節(jié)第一平面反射鏡68與第二平面反射鏡69之間的高度。第一支撐桿65的另一端穿過第一夾具63的夾持架634的A通孔63 后安裝在齒輪齒條平移臺的Y軸向基座62上。參見圖4B所示，第一夾具63包括有三角鏡架631、U形架632、轉(zhuǎn)臺633和夾持架 634 ；第一平面反射鏡68安裝在三角鏡架631的圓盤631a內(nèi)；參見圖4C所示，三角鏡架631 —側(cè)的側(cè)板上設(shè)有A銷孔(圖4B中未示出)，三角鏡架631另一側(cè)的側(cè)板上設(shè)有B銷孔631b，三角鏡架631的底板上設(shè)有鎖緊桿631c ；A銷孔內(nèi)安裝有U形架632上A凸耳63h，B銷孔631b內(nèi)安裝有U形架632上B凸耳632b，鎖緊桿631c插入U(xiǎn)形架632的矩形孔632c內(nèi)，并通過螺釘頂緊；三角鏡架631通過兩側(cè)側(cè)板上的兩個銷孔與U形架632上的兩個凸耳實(shí)現(xiàn)活動安裝，為了調(diào)整第一平面反射鏡68與第二平面反射鏡69之間的相對位置，通過螺釘頂緊鎖緊桿631c實(shí)現(xiàn)。即第一夾具63上的第
6一平面反射鏡68向上抬起的仰視角度，第二夾具64上的第二平面反射鏡69向下的俯視角度，這都是為了保證照射在第一平面反射鏡68鏡面上的反射參考光fe能夠照射在第二平面反射鏡69上后形成平行參考光6a。U形架632的一側(cè)立板上設(shè)有A凸耳63 , U形架632的另一側(cè)立板上設(shè)有B凸耳 632b，U形架632的底部設(shè)有一圓臺(圖2A中未示出)；A凸耳63 安裝在三角鏡架631 的A銷孔內(nèi)，B凸耳632b安裝在三角鏡架631的B銷孔內(nèi)631b，圓臺安裝在轉(zhuǎn)臺633的圓孔633a內(nèi)；夾持架6；34上設(shè)有A通孔634a、B通孔634b和限位槽63 ；A通孔63 用于第一支撐桿65的一端穿過，并通過螺釘使第一夾具63夾緊安裝在第一支撐桿65上；B通孔 634b內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)臺633，轉(zhuǎn)臺633上的A限位板63 和B限位板633c置于限位槽634c內(nèi)； A限位板63 和B限位板633c與螺釘?shù)呐浜夏軌驅(qū)崿F(xiàn)第一平面反射鏡68在圓臺(設(shè)在U 形架632的底部)的軸向上的調(diào)節(jié)。齒輪齒條平移臺包括X軸向基座61和Y軸向基座62，Y軸向基座62垂直安裝在 X軸向基座61上，Y軸向基座62上安裝有第一支撐桿65的一端；本發(fā)明設(shè)計(jì)的光束轉(zhuǎn)折器6用于調(diào)整反射參考光fe的角度和位置，從而控制平行參考光6a與平行照明光7a的夾角。當(dāng)反射參考光fe照射到第一平面反射鏡68時(shí)，反射參考光fe經(jīng)反射后照射至第二平面反射鏡69上，再反射后形成平行參考光6a出射；通過調(diào)節(jié)兩個反射鏡的旋轉(zhuǎn)、俯仰能夠使經(jīng)第二平面反射鏡69反射的調(diào)節(jié)后平行參考光6a達(dá)到最佳的出射角度。在本發(fā)明中，通過改變第一夾具63與第二夾具64之間的相對高度，在不改變反射參考光fe方向的前提下，分別粗調(diào)、細(xì)調(diào)出射光束的高度；然后通過調(diào)整齒輪齒條平移臺調(diào)節(jié)出射光束的照明橫向位置。在本發(fā)明中，光束轉(zhuǎn)折器6中的齒輪齒條平移臺(包括有X軸向基座61、Y軸向基座62)可以選用大恒新紀(jì)元科技股份有限公司的GCM-150101M型齒輪齒條平移臺。在本發(fā)明中，光束轉(zhuǎn)折器6中的第一平面反射鏡68與第二平面反射鏡69的可以選用大恒新紀(jì)元科技股份有限公司的GC0-1101M型光束提升器中的可調(diào)反射鏡機(jī)構(gòu)。(六)光纖準(zhǔn)直鏡7在本發(fā)明中，光纖準(zhǔn)直鏡7將光纖光2b準(zhǔn)直為平行照明光7a，可選用北京大恒光電公司的GCX-L005-FC型光纖準(zhǔn)直鏡。(七)活體細(xì)胞培養(yǎng)皿8在本發(fā)明中，活體細(xì)胞培養(yǎng)皿8用于放置被觀測目標(biāo)。(八)顯微物鏡9在本發(fā)明中，顯微物鏡9用于對活體細(xì)胞進(jìn)行預(yù)放大，提高觀測分辨率。顯微物鏡 9可選用新加坡Edmund光學(xué)公司的M Plan Apo 20X型長工作距離無窮遠(yuǎn)校正顯微物鏡，其放大倍數(shù)為20。(九)中繼成像透鏡10在本發(fā)明中，中繼成像透鏡10用于調(diào)整成像位置和物光的波前曲率，得到預(yù)放大物光10a。中繼成像透鏡10可選用與顯微物鏡9配套的MT-I型中繼成像透鏡。(十)消偏振分光棱鏡11在本發(fā)明中，消偏振分光棱鏡11用于將平行參考光6a和預(yù)放大物光IOa合成一束光，可選用新加坡Edmund光學(xué)公司生產(chǎn)的47571型消偏振分光棱鏡。( ^^一)CMOS 相機(jī) 12在本發(fā)明中，CMOS相機(jī)12用于捕獲記錄數(shù)字全息圖，可以選取加拿大Lumenera公司的LU125M型CMOS相機(jī)，其分辨率為1280 X IOM像素，最高幀頻15fps，光敏面尺寸2/3 英寸，數(shù)據(jù)接口為USB2.0。本發(fā)明的基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置的光路結(jié)構(gòu)為激光光源1出射的激光Ia入射至分光耦合單元2中，經(jīng)分光耦合單元2的分光處理后輸出空間光2a和光纖光2b ；所述空間光加順次經(jīng)第一反射鏡3、光束準(zhǔn)直單元4、第二反射鏡5、光束轉(zhuǎn)折器6 后輸出平行參考光6a入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡11 ；參見圖3所示，所述光纖光2b經(jīng)光纖準(zhǔn)直鏡7后形成平行照明光7a，所述平行照明光7a對活體細(xì)胞培養(yǎng)皿8中的被測目標(biāo)進(jìn)行照射，透射后形成包含細(xì)胞三維信息的初始物光8a ；所述初始物光8a順次經(jīng)顯微物鏡9和中繼成像透鏡10后形成細(xì)胞的放大實(shí)像， 即預(yù)放大物光IOa入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡11 ；所述消偏振分光棱鏡11對入射的平行參考光6a和預(yù)放大物光IOa進(jìn)行合光處理得到合并光束11a，該合并光束Ila被CMOS相機(jī)12的光敏面捕獲，從而在CMOS相機(jī)12中形成干涉全息圖。在本發(fā)明中，由分光耦合單元2分出的空間光加經(jīng)第一反射鏡3、光束準(zhǔn)直單元 4、第二反射鏡5、光束轉(zhuǎn)折器6后入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡11，這部分可以稱為參考光路。在本發(fā)明中，由分光耦合單元2分出的光纖光2b經(jīng)光纖準(zhǔn)直鏡7、活體細(xì)胞培養(yǎng)皿 8、顯微物鏡9、中繼成像透鏡10后入射至消偏振分光棱鏡11，這部分可以稱為物光光路。為了實(shí)現(xiàn)如圖1所示的光路結(jié)構(gòu)中各鏡子的相對位置關(guān)系，本發(fā)明通過在一金屬平臺13上安裝多個具有升降功能的支撐架或者是磁力座，然后在所述的多個支撐架上分別安裝上光學(xué)器件，通過在具有升降調(diào)節(jié)功能的支撐架或者是磁力座上安裝多個光學(xué)器件，其目的是為了保證傳輸過程中的光路暢通且保持等高，如圖4所示。其中物光光路部分采用立式結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行生物活體細(xì)胞的培養(yǎng)和動態(tài)觀測；參考光路采用多次折反的光路模式，且光學(xué)器件保持等高共軸布局，實(shí)現(xiàn)了光路結(jié)構(gòu)的緊湊。圖4僅為圖1的一個具體實(shí)現(xiàn)方式，并不限制本發(fā)明依據(jù)圖1獲得的其他結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，能夠適用于生物細(xì)胞的三維顯微觀測，可對細(xì)胞處于活體狀態(tài)下的生長過程進(jìn)行長時(shí)間的動態(tài)觀測。 該裝置(1)以非接觸、非破壞、無預(yù)處理的方式獲取生物活體細(xì)胞三維信息，對活體細(xì)胞的影響非常?。?2)屬于全場觀測，視場較大，無掃描過程，實(shí)時(shí)性好，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；(3)記錄與再現(xiàn)過程都以數(shù)字化形式完成，可對活體細(xì)胞的三維信息進(jìn)行定量分析。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，該裝置包括有激光光源 (1)、活體細(xì)胞培養(yǎng)皿(8)、顯微物鏡(9)、消偏振分光棱鏡(11)、CMOS相機(jī)(12)，其特征在于還包括有分光耦合單元O)、第一反射鏡(3)、光束準(zhǔn)直器G)、第二反射鏡(5)、光束轉(zhuǎn)折器(6)、光纖準(zhǔn)直鏡(7)、中繼成像透鏡(10)；其中，第一反射鏡C3)與第二反射鏡(5)的結(jié)構(gòu)相同；該裝置的光路結(jié)構(gòu)為激光光源(1)出射的激光(Ia)入射至分光耦合單元O)中，經(jīng)分光耦合單元O)的分光處理后輸出空間光Oa)和光纖光Ob)；所述空間光Oa)順次經(jīng)第一反射鏡( 、光束準(zhǔn)直單元(4)、第二反射鏡( 、光束轉(zhuǎn)折器(6)后輸出平行參考光(6a)入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡(11)；所述光纖光Ob)經(jīng)光纖準(zhǔn)直鏡(7)后形成平行照明光(7a)，所述平行照明光(7a)對活體細(xì)胞培養(yǎng)皿(8)中的被測目標(biāo)進(jìn)行照射，透射后形成包含細(xì)胞三維信息的初始物光 (8a)；所述初始物光(8a)順次經(jīng)顯微物鏡(9)和中繼成像透鏡(10)后形成細(xì)胞的放大實(shí)像，即預(yù)放大物光(IOa)入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡(11)；所述消偏振分光棱鏡(11)對入射的平行參考光(6a)和預(yù)放大物光(IOa)進(jìn)行合光處理得到合并光束(11a)，該合并光束(Ila)被CMOS相機(jī)(12)的光敏面捕獲，從而在CMOS相機(jī)(12)中形成干涉全息圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，其特征在于由分光耦合單元(2)分出的空間光Oa)經(jīng)第一反射鏡(3)、光束準(zhǔn)直單元、第二反射鏡(5)、光束轉(zhuǎn)折器(6)后入射進(jìn)入消偏振分光棱鏡(11)，這部分稱為參考光路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，其特征在于由分光耦合單元( 分出的光纖光Ob)經(jīng)光纖準(zhǔn)直鏡(7)、活體細(xì)胞培養(yǎng)皿(8)、 顯微物鏡(9)、中繼成像透鏡(10)后入射至消偏振分光棱鏡(11)，這部分稱為物光光路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，其特征在于分光耦合單元( 包括有A半波片001)、偏振分光棱鏡Q02)、B半波片003)、可調(diào)衰減器004)、光纖耦合器(20 和單模保偏光纖006)；激光(Ia)經(jīng)A半波片(201)后射入偏振分光棱鏡(20 上后被分為兩束偏振方向正交的反射光和透射光；其中反射光經(jīng)過B半波片003)、可調(diào)衰減器(204)后成為空間光( )，所述空間光Oa)進(jìn)入?yún)⒖脊饴罚?另一路透射光經(jīng)光纖耦合器(20 耦合進(jìn)入單模保偏光纖006)中成為光纖光(2b)，所述光纖光Ob)進(jìn)入物光光路；通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整A半波片(201)和可調(diào)衰減器004)，能夠改變空間光Oa)與光纖光Ob)之間的光強(qiáng)比，進(jìn)而改變平行參考光㈩幻和預(yù)放大物光(IOa)的光強(qiáng)比；旋轉(zhuǎn)調(diào)整B半波片003)，能夠保證空間光Qa)與光纖光Ob)的偏振方向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置，其特征在于光束轉(zhuǎn)折器(6)包括有齒輪齒條平移臺、第一夾具(63)、第二夾具(64)、第一支撐桿(65)、升降桿(66)、第二支撐桿(67)、第一平面反射鏡(68)和第二平面反射鏡(69)；其中，第一夾具(63)與第二夾具(64)的結(jié)構(gòu)相同；第一平面反射鏡(68)與第二平面反射鏡 (69)的結(jié)構(gòu)相同；第一夾具(63)安裝在第一支撐桿(65)上，第二夾具(64)安裝在第二支撐桿(67)上；第一支撐桿(65)、升降桿(66)和第二支撐桿(67)為圓筒結(jié)構(gòu)，升降桿(66)的一端上安裝第一支撐桿(65)，升降桿(66)的另一端上安裝第二支撐桿(67)；第一支撐桿(65)的另一端穿過第一夾具(6 的夾持架(634)的A通孔(634a)后安裝在齒輪齒條平移臺的Y 軸向基座(62)上；第一夾具(63)包括有三角鏡架(631)、U形架(632)、轉(zhuǎn)臺(633)和夾持架(634)；第一平面反射鏡(68)安裝在三角鏡架(631)的圓盤(631a)內(nèi)；三角鏡架(631) —側(cè)的側(cè)板上設(shè)有A銷孔，三角鏡架(631)另一側(cè)的側(cè)板上設(shè)有B銷孔(631b)，三角鏡架(631)的底板上設(shè)有鎖緊桿(631c) ；U形架(632)的一側(cè)立板上設(shè)有 A凸耳(632a)，U形架(632)的另一側(cè)立板上設(shè)有B凸耳(632b)，U形架(632)的底部設(shè)有一圓臺，圓臺安裝在轉(zhuǎn)臺(633)的圓孔(633a)內(nèi)；A銷孔內(nèi)安裝有U形架(632)上A凸耳 (632a)，B銷孔(631b)內(nèi)安裝有U形架(632)上B凸耳(632b)，鎖緊桿(631c)插入U(xiǎn)形架 (632)的矩形孔(632c)內(nèi)；夾持架(634)上設(shè)有A通孔(634a)、B通孔(634b)和限位槽(634c) ；A通孔(634a)用于第一支撐桿(6 的一端穿過，并通過螺釘使第一夾具(6 夾緊安裝在第一支撐桿(65) 上；B通孔(634b)內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)臺(633)，轉(zhuǎn)臺(633)上的A限位板(633b)和B限位板(633c) 置于限位槽(634c)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字全息的生物活體細(xì)胞動態(tài)三維顯微觀測裝置。該裝置采用數(shù)字全息顯微技術(shù)，對生物活體細(xì)胞實(shí)現(xiàn)非接觸、非破壞、無預(yù)處理的動態(tài)三維顯微觀測；通過光纖光路實(shí)現(xiàn)物光照明，物光光路部分采用立式結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行生物活體細(xì)胞觀測；參考光利用光束轉(zhuǎn)折器控制其與物光的夾角，實(shí)現(xiàn)離軸數(shù)字全息；采用無窮遠(yuǎn)校正顯微物鏡對細(xì)胞進(jìn)行預(yù)放大成像，同時(shí)利用中繼透鏡調(diào)整成像位置和物光的波前曲率，提高了觀測分辨率。該裝置通過平臺使得多個光學(xué)器件的布局結(jié)構(gòu)緊湊、靈活、穩(wěn)定，并可用于長時(shí)間對生物活體細(xì)胞進(jìn)行動態(tài)觀測。
文檔編號G01B9/021GK102278951SQ201010280739
公開日2011年12月14日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者伊小素, 劉爍, 戎路, 潘鋒, 王璠璟, 肖文 申請人:北京航空航天大學(xué)