一种可调制色散染色(DS)显微物镜专利

申请号 201710229793 .8

申请日 2017 .04 .10

申请人 广州粤显光学仪器有限责任公司

地址 510095 广东省广州市越秀区淘金北路81号

发明人 李弥高 刘文新 黄敏健 李天明 易智敏

发明名称 一种可调制色散染色显微物镜

摘要 本发明提供了一种可调制色散染色显微物镜，具体包括：镜壳，安装在镜壳内部顶端的色散染色调制器组，安装在镜壳内部底端的光学透镜组，色散染色调制器组包括色散染色起偏器、色散染色检偏器和调节器，色散染色检偏器和色散染色起偏器上下并排安装在调节器内，色散染色检偏器安装在色散染色起偏器的正上方。可调制色散染色显微物镜，引入偏振光调制技术，通过

线性偏振光在不同偏振态下的光强变化，调制中心光束的透射率，从而实现色散染色强度的变化，进而可以实现定性显微观察物体的微特性差异特质。

(两个模块，四个区域的线偏振光，区域1与2正交，区域3与4正交，区域1与3正交，同时模块一由区域1与2组成且可以0到90度旋转，模块二由区域3与4组成固定） 

技术领域

    本发明涉及一种显微物镜，尤其涉及一种采用线性偏振光在不同偏振态下表现出光强变化，从而调制显微物镜中心光束透射率的变化，以形成具有不同色散染色效果的可调制色散染色显微物镜。

背景技术

    传统的色散染色物镜是在显微物镜的后焦平面上加载一个环形或圆形不透光挡板，如为环状，则中心光束透射；如为中心圆形挡板，则光束只能由周围透过，当粒子与浸液的折射系数不同时出现色散，使样品成像表现出不同的颜色，即色散染色显微观察法。传统色散染色的局限性在于：

1 .不同倍率的显微物镜必须匹配不同几何规格的光束挡板；

2 .遮挡光束是完全不能透射，色散染色的能力是由样品介质的折射率差异决定的，因而难以区分类似特性物质；

3 .无法定性显微观察物体的微特性差异特质，如微石棉显微观察。

    针对传统色散染色显微物镜的特点与局限性，一些机构也进行了深入研究，例如，公开号为CN101872064A的中国专利申请公开了“一种线型多波长共焦显微镜模块以及其共焦显微方法与系统”，其采用多个色差透镜的组合一方面可以将线光场色散，另一方面又可以使得反射回来的线光场聚焦在同一平面上以解决场曲像差的问题，以简化常用线色散系统复杂度的问题，可有效改善绕射元件的NA值过低而无法直接使用于物镜的缺点，并于设计色散物镜时校正场曲像差，使本系统达到最佳化及小型化，并可精确且快速地完成剖面轮廓量测，使量测速率大幅增加。但是该显微镜模块只能快速地完成剖面轮廓量测，并无法定性显微观察物体的微特性差异特质，色散染色无法调制。

发明内容

    针对传统色散染色显微物镜的特点与局限性，本发明提供了一种可调制色散染色显微物镜，引入偏振光调制技术，通过线性偏振光在不同偏振态下的光强变化，调制中心光束的透射率，从而实现色散染色强度的变化，进而可以实现定性显微观察物体的微特性差异特质。

    为实现上述技术方案，本发明提供的一种可调制色散染色显微物镜包括：镜壳，安装在镜壳内部顶端的色散染色调制器组，安装在镜壳内部底端的光学透镜组，所述色散染色调制器组包括色散染色起偏器、色散染色检偏器和调节器，所述色散染色检偏器和色散染色起偏器上下并排安装在调节器内，所述色散染色检偏器安装在色散染色起偏器的正上方；所述色散染色起偏器包括第一光学平板镜、第一环形线性偏振膜、第一中心圆形线性偏振膜、第二光学平板镜和第一镜座，所述第一环形线性偏振膜胶合在第一光学平板镜上表面，第一中心圆形线性偏振膜胶合在第一光学平板镜下表面，所述第一环形线性偏振膜与第一中心圆形线性偏振膜的偏振态相对同一水平基准正交设置，第二光学平板镜胶合在第一中心圆形线性偏振膜的下表面，所述从上至下依次胶合后的第一环形线性偏振膜、第一光学平板镜、第一中心圆形线性偏振膜和第二光学平板镜组件固定安装在第一镜座内；所述色散染色检偏器包括第三光学平板镜、第二环形线性偏振膜、第二中心圆形线性偏振膜、第二镜座和第四光学平板镜，所述第二环形线性偏振膜胶合在第三光学平板镜的上表面，所述第二中心圆形线性偏振膜胶合在第三光学平板镜的下表面，第四光学平板镜胶合在第二中心圆形线性偏振膜的下表面，所述第二环形线性偏振膜与第二中心圆形线性偏振膜的偏振态相对同一水平基准正交设置，所述从上至下依次胶合后的第二环形线性偏振膜、第三光学平板镜、第二中心圆形线性偏振膜和第四光学平板镜组件固定安装在第二镜座内，所述第二环形线性偏振膜与第二中心圆形线性偏振膜形成的偏振态与第一环形线性偏振膜与第一中心圆形线性偏振膜形成的偏振态反转90度；所述调节器包括拔杆和调节环，所述拔杆的一端安装在调节环导槽内，拔杆的另一端固定在第一镜座的侧面。

    在上述技术方案中，由于色散染色显微观察一般仅作定性分析，即通过观察样品色彩的变化来区别其类型，因此一般放大倍率较低，在本发明中，采用的是后焦平面离物镜安装端面均为4 .5mm的10倍物镜。本发明的色散染色调制器包括两个部分，第一部分为色散染色起偏器，即在第一光学平板镜上胶合第一环形线性偏振膜，内环胶合第一中心圆形线性偏振膜，两胶合区域内的偏振膜的偏振态是正交的(相对同一水平基准时)，再在两个偏振膜上胶合第二光学平板镜，最后将上述组合光学胶合件固定安装在第一镜座内，形成色散染色起偏器。第二部分为色散染色检偏器，即在物镜镜壳内安装一个可绕物镜中心轴0～90度旋转的光学组件，该光学组件与色散染色起偏器的胶合组件组成原理、几何尺寸相同，只是将环形区域与中心圆形区域内线性偏振膜的偏振态反转90度，使其绕中心轴旋转时，显微物镜内部环形区域与中心圆形区域的偏振态变化，从而形成偏振区域内透射光强的变化，形成色散染色检偏器。通过调整色散染色检偏器与色散染色起偏器之间的线性偏振光，使得线性偏振光在不同偏振态下的光强发生变化，使得中心光束的透射率可调，从而实现色散染色强度发生变化，进而通过本显微物镜可以实现定性显微观察物体的微特性差异特质。

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