霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置的製作方法
2023-07-02 04:04:31 3
專利名稱：霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置。
背景技術：
Dr.RobertHoffinan在1975年所發明的調製襯度觀察技術，該技術主要是 幫助觀察相位物體，所謂相位物體是只指物體內部不同部分存在厚度和折射 率的差異，但人眼對成像光束的相位差是不敏感的，而只對成像光束的能量 (振幅)差敏感。該技術的基礎是成像光束經過梯度相位物體在物鏡後焦面 (傅立葉面)實現頻譜轉換，使人眼不敏感的光線折射率差和相位差轉換為 對人眼敏感的能率(振幅)差。現有相關的技術有相襯鏡檢術(如圖l所示) 和微分幹涉鏡檢術(如圖2所示)。
如圖1所示的相襯鏡檢術①照明光束經集光系統再經過聚光鏡下前焦 面(傅立葉面)處設置的環形光闌1將照明光束分解為直射光和衍射光部分； ②環形光闌1經聚光鏡2和物鏡4前組與物鏡後焦面(傅立葉面)共軛。並 在物鏡後焦面上設相板6，相板6上鍍相位膜和吸收膜；③照明光束經環形光 闌1再經過被觀察的相位物體5後直射光和衍射光產生一定的相位差(一般 大約為1/4A)但不為人眼所能分辨，再經物鏡4前組後經過相板6，由於相 板6上鍍有相位膜和吸收膜，可以使直射光和衍射光的相位差達到1/2X從而 直射光和衍射光產生相消或相長幹涉，使人眼不可分辨的相位差轉換為人眼 可分辨的振幅差。
對於相襯鏡檢裝置來說，其各個物鏡上後焦面上的相板上的吸收膜的光 線吸收率和相位膜的相位延遲膜厚在鍍制完成後都是相對固定的。這樣通過 相板上的成像光束中的直射光和衍射光無法在物鏡後焦面(傅立葉面)實現 連續調製，因而很難實現兩種光線的有效幹涉，當觀察不同厚度與折射率特 性的相位物體時很難達到最佳的相襯效果。
如圖2所示的微分幹涉鏡檢術是在幹涉顯微鏡基礎上發展起來的，也是利用偏光幹涉原理實現的。因為波只有在振源頻率相同，各波列之間有固 定的相位差並且振動方向一致才會發生幹涉。由自然光分解出來的光沒有固 定的相位關係，在光學中為達到幹涉效果，常利用偏振光的幹涉。
光線從起偏鏡8出的直線偏振光通過一個具有雙折射物質的分光器7件 後，分解為偏振方向相互垂直的兩種直線偏振光，經聚光鏡2後射向被檢物 體3發生切變(橫向位移90。)兩種光通過物鏡4後，再經過一個具有雙摺 射物質的分光器7件處理後相遇，最後通過檢偏鏡9後將兩個光束的振動投 影到同一方向後才發生幹涉。該鏡檢方法的技術步驟①照明光束經起偏鏡 鏡8起偏後再經諾馬斯基稜鏡7分解兩束相互垂直振動的偏振光；②分解後 的光束經聚光鏡2後過被檢標本，光束波列發生了變化，形成了新的波前； ③該成像光束穿過物鏡4後進入諾馬斯基稜鏡I17又將新的波前分裂為二，再 經過物鏡4後的檢偏鏡9時發生幹涉，形成了光在不同部分強度和顏色不同 的幹涉像。
而對於微分幹涉顯微鏡檢術來說，如果諾馬斯基稜鏡製作標準各部件安 裝位置準確，通過精密操作可以使被觀察物達到比較理想的三維觀察效果和 良好的物體顏色和背景亮度。但其中的諾馬斯基稜鏡製造困難工藝複雜，設 備要求高，成品合格率低，所以其價格相當昂貴。同時該裝置安裝精度要求 高，調節機構設計和製造必須相當精密，這也就決定了該裝置價格不菲，也 就限制了它在顯微鏡機型的嫁置和應用。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供'一種霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置，結構簡單， 操作方便，成本低。
為達到上述目的，本實用新型所提供的技術方案是 一種霍夫曼調製襯 度顯微觀察裝置，該裝置包括有光源、第一聚光鏡、起偏器、矩形光闌、第 二聚光鏡、物鏡和調製板，所述第一聚光鏡、起偏器、矩形光闌、第二聚光 鏡、物鏡和調製板的軸線重合且依次排列，所述光源設在第一聚光鏡的另一 側；所述矩形光闌設在第二聚光鏡的前焦面上；所述調製板設置在物鏡後焦 面上。
4所述矩形光闌為圓形遮光板，所述遮光板上設有一半為全通光一半鍍偏 振膜的通光區。
所述調製板為空間振幅濾片，其上鍍有三種通光區，且沿徑向依次向調 制板的邊緣設置。
本實用新型具有的優點本裝置上設立於聚光鏡前焦面(傅立葉面)上 的矩形光闌可以在垂直於光軸面作水平移動，且矩形光闌與物鏡後焦面上的 調製板共軛也就是光闌像可調整至與振幅調製分鍍區平行且可以水平移動。 這也就保證了本發明可以實現霍夫曼調製效果的連續性，同時矩形光闌前的 偏振片與矩形光闌上的偏振區可以實現照明(和成像)光束的連續消光，與 上述的水平調製結合也就幫助實現霍夫曼裝置的最佳鏡檢效果。本裝置具有 可實現鏡檢效果的連續調製且零部件製造簡單成本低廉，安裝簡易，操作簡 單等優點。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。 圖1為相襯鏡檢術的原理示意圖； 圖2為微分幹涉鏡檢術的原理示意圖； 圖3為本實用新型的原理示意圖； 圖4為調製板的結構示意圖； 圖5為矩形光闌的結構示意圖。
具體實施方式
如圖3、 4和5所示的一種霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置，該裝置包括有 光源13、第一聚光鏡2、起偏器12、矩形光闌ll、第二聚光鏡2'、物鏡4和 調製板IO，所述第一聚光鏡2、起偏器3、矩形光闌ll、第二聚光鏡2'、物 鏡4和調製板10的軸線重合且依次排列，所述光源13設在第一聚光鏡2的 另一側；所述矩形光闌11設在第二聚光鏡2，的前焦面上；所述調製板10設 置在物鏡4後焦面上。
其中矩形光闌11為圓形遮光板，所述遮光板上設有一半為全通光一半鍍 偏振膜的通光區，如圖5所示，光線完全不能通過的遮光部lll、通光區上又分為全通光區113和半通光區112。調製板10為空間振幅濾片，其上鍍有三 種通光區全透光區101、灰色區域102和暗區103，通過率分別為100%、 15%、 1%，且通過率為15%的灰色區域和暗區的橫向跨度分別為直徑的10%， 且沿徑向依次向調製板的邊緣設置。
本裝置是基於Dr.Hoffman創立的像面調製襯度原理，首先，照明光束經 過一在垂直於光軸方向可360°旋轉的起偏鏡12;照明光束經起偏鏡12後成 線偏振光，再進入第一聚光鏡2前焦面(傅立葉面)上設立的矩形光闌11， 當起偏鏡12作360°旋轉時進入第一聚光鏡2的照明光束中半幅亮度將呈現連 續變化。光束經第二聚光鏡2'及後穿過被觀察物體，再經過物鏡4及設置在 物鏡後焦面(傅立葉面)上的調製板10。
照明光束經矩形光闌11和聚光鏡後在經過被觀察的相位物體，而相位物 體由於不同部分的厚度(斜度)和折射率不同照明光束在經過物體的正相位 和負相位部分(正相位和負相位是相對的)後光束分別通過調製板的全通區 和暗區。通過物體中平坦區域和背景介質部分的光束將通過調製板的灰色區 域。
這樣通過物體不同厚度和折射率部分(即所謂的相位梯度部分)的光線 經物鏡前組後將分別通過處於物鏡後焦面(傅立葉面)的空間振幅濾片的不 同透過率區，也就實現了相位梯度的空間振幅調製，從而成像光束在像面上 形成了具有三維立體感的實像。由於矩形光闌在垂直於光軸方向可以水平移 動，且它和物鏡後焦面是共軛的，也就實現成像光束經梯度相位物體後在空 間振幅上的連續調製，使像面的三維效果達到最佳。由於前述的矩形光闌通 過聚光鏡和物鏡前組成像在調製板上即雙方共軛，這樣就使得照明(成像) 光束的高頻部分(即大孔徑部分)通過了矩形光闌和調製板，這樣處理的結 果可以使具有三維效果成像面的細節表現力達到最佳。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何形 式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定 本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範 圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效
6實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術 實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用 新型技術方案的範圍內。
權利要求1、一種霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置，其特徵在於該裝置包括有光源、第一聚光鏡、起偏器、矩形光闌、第二聚光鏡、物鏡和調製板，所述第一聚光鏡、起偏器、矩形光闌、第二聚光鏡、物鏡和調製板的軸線重合且依次排列，所述光源設在第一聚光鏡的另一側；所述矩形光闌設在第二聚光鏡的前焦面上；所述調製板設置在物鏡後焦面上。
2、 根據權利要求1所述的霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置，其特徵在於-所述矩形光闌為圓形遮光板，所述遮光板上設有一半為全通光一半鍍偏振膜 的通光區。
3、 根據權利要求1所述的霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置，其特徵在於 所述調製板為空間振幅濾片，其上鍍有三種通光區，且沿徑向依次向調製板 的邊緣設置。
專利摘要本實用新型公開了一種霍夫曼調製襯度顯微觀察裝置，該裝置包括有光源、第一聚光鏡、起偏器、矩形光闌、第二聚光鏡、物鏡和調製板，所述第一聚光鏡、起偏器、矩形光闌、第二聚光鏡、物鏡和調製板的軸線重合且依次排列，所述光源設在第一聚光鏡的另一側；所述矩形光闌設在第二聚光鏡的前焦面上；所述調製板設置在物鏡後焦面上。本實用新型設立於聚光鏡前焦面(傅立葉面)上的矩形光闌可以在垂直於光軸面作水平移動，且矩形光闌與物鏡後焦面上的調製板共軛也就是光闌像可調整至與振幅調製分鍍區平行且可以水平移動，可以實現霍夫曼調製效果的連續性，同時矩形光闌前的偏振片與矩形光闌上的偏振區可以實現照明(和成像)光束的連續消光。
文檔編號G02B27/50GK201392432SQ20092000712
公開日2010年1月27日 申請日期2009年2月25日 優先權日2009年2月25日
發明者劉潛理, 賀梅溪 申請人:重慶光電儀器有限公司