无标记厚样本的实时定量相位成像方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114137713A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111361367.2(22)申请日2021.11.17(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人卢文龙王静怡(74)专利代理机构武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)42224代理人张英(51)Int.Cl.G02B21/06(2006.01)G02B21/12(2006.01)G02B27/50(2006.01)G01N21/41(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称无标记厚样本的实时定量相位成像方法和系统(57)摘要本发明提供一种无标记厚样本的实时定量相位成像方法和系统，其中上述方法主要包括如下步骤：采集待检测样品反射的光场；对光场执行衍射光调制；每个周期的衍射光的振幅近似相等；获取检测端的强度图案信号及横向剪切方向的目标差分相位；执行衍射光调制的至少四个不同参数的移相处理获得至少四个强度图案信号；依据强度图案信号计算获得横向剪切方向的差分相位和；对差分相位和执行傅里叶变换，获取横向剪切方向的测量相位。按照本发明实现的成像方法和系统，能够使得横向剪切方向的分辨率更加均匀，并且无需改变差分方向和照明方向即可获取二维相位图，并且结构简单，结合本发明中的成像计算方法，能够显著提高计算效率和成像速度。CN114137713ACN114137713A权利要求书1/1页1.一种实时定量相位成像系统，其特征在于，所述系统包括：检测入射光路系统，包括：部分相干光源(1)，提供照明光源；分光元件(7)，对所述光源(1)进行分光分束处理；物镜(6)，具有与所述光源(1)匹配的数值孔径，将经过所述分光元件处理的光束均匀投射于待检测样品上；检测反射光路系统，包括：物镜(6)，将经过所述待检测样品反射的光收集并引导至相位调制模块(9，10，11)；检测器(12)，对所述相位调制模块(9，10，11)处理后的光束进行分析处理；所述相位调制模块加载周期衍射调制图案，所述调制图案的相位和周期可调节，所述周期衍射调制图案的每个周期图案的衍射强度近似相等。2.根据权利要求1所述的实时定量相位成像系统，其特征在于，所述相位调制模块包括4f系统(9，11)和振幅调制器(10)。3.根据权利要求2所述的实时定量相位成像系统，其特征在于，所述调制图案为棋盘光栅。4.根据权利要求1‑3中任意一项中所述的实时定量相位成像系统，其特征在于，所述光源(1)与所述分光元件(7)之间还包括有扩束器(2)和透镜组(3，4)。5.根据权利要求4所述的实时定量相位成像系统，其特征在于，所述调制图案的相位调节方法为调节初始相位。6.根据权利要求5所述的实时定量相位成像系统，其特征在于，所述检测器(12)接收来自所述相位调制模块(9，10，11)的至少四个步骤的相位移相后的图像后执行分析。7.一种实时定量相位成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：采集待检测样品反射的光场；对所述光场执行衍射光调制；所述每个周期的衍射光的振幅近似相等；获取检测端的强度图案信号及横向剪切方向的目标差分相位；执行所述衍射光调制的至少四个不同参数的移相处理获得至少四个所述强度图案信号；依据所述强度图案信号计算获得横向剪切方向的差分相位和；对所述差分相位和执行傅里叶变换，并且经过维纳反卷积计算，获取所述横向剪切方向的测量相位。8.根据权利要求7中所述的实时定量相位成像方法，其特征在于，进一步由所述测量相位计算所述横向剪切方向的X方向和Y方向的相位梯度。9.根据权利要求8中所述的实时定量相位成像方法，其特征在于，所述衍射光调制的图案为棋盘格光栅。10.根据权利要求8中所述的实时定量相位成像方法，其特征在于，所述衍射光调制还包括调制光栅周期以调制所述横向剪切距离。2CN114137713A说明书1/6页无标记厚样本的实时定量相位成像方法和系统技术领域[0001]本发明涉及相位成像领域，具体涉及无标记厚样本的实时定量相位成像方法和系统。背景技术[0002]定量相位成像在生物医学领域具有巨大的潜力，因其具有对样本无标记、无损伤的优点，且具备纳米级相位灵敏度、衍射极限的分辨率，大视场。但是，传统的定量相位成像方法无法对厚样本成像，因为多重散射光干扰了样本信息，且光被样本吸收，导致对比度下降，成像深度有限。[0003]为了解决厚样本成像中的问题，落射式非相干光照明的相位梯度方法成为了新兴手段。目前有两种经典的相位梯度方法：倾斜背向照明成像技术(OBM)和落射式的梯度光干涉成像技术(Epi‑GLIM)。OBM技术(见《NatureMethods》上《Phase‑gradientmicroscopy