1.一种用于活细胞成像的高分辨全息显微镜,其特征在于,包括:激光器(1),衰减片(2),第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)、10×显微物镜(6)、微米级三维位移平台(7)、40×显微物镜(8)、CCD相机(9)和计算机(10);
激光器(1),用于提供相干光源,光源经过活细胞样品时发生衍射的物光和未衍射的参考光产生干涉,形成全息图;所述激光器(1)的波长为532nm,相干长度为1m,可调功率范围为400‑1500mW;
衰减片(2),用于对激光器功率进行连续调节,避免过高功率对活细胞样品造成损伤;
第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5),用于对光线方向进行调节,经过三次反射令光线方向由水平转为竖直,实现全息显微镜的光路倒置,适用于对活细胞样品的观察;
10×显微物镜(6),NA=0.25,用于对激光器平行光源聚焦成次级点光源,激光器经过第一个显微物镜后聚焦形成的点光源称为次级点光源,当次级点光源照射到活细胞样品时,一部分发生衍射的光称为物光,另一部分未发生衍射的光称为参考光,二者发生干涉形成同轴全息图;且光路中物光、参考光同向;
三维微米级位移平台(7),利用位移平台对搭载的活细胞样品进行三维微米级调节,通过改变记录距离,精确调节系统的分辨率和放大率;
40×显微物镜(8),用于对全息图放大,结合可调的记录距离对系统放大率进一步调节;
CCD相机(9),用于对全息图进行数字记录,并将其存储于计算机(10),利于计算机对其进行数值重建,得到再现图像;利用CCD相机的有限空间带宽并进一步提高系统分辨率,且细胞样本与记录面间的距离能够调节得很近,利于充分记录样本的高频信息,结合三维微米级位移平台精确调节记录距离,使系统达到低于500nm的高分辨率,然后利用CCD相机前的高倍显微物镜,对活细胞样品实现非接触、无损伤、快速、定量的高分辨率全息显微成像。
2.一种用于活细胞成像的高分辨全息显微方法,其特征在于,实现如下:利用激光器(1)提供相干光源,光源经过活细胞样品时发生衍射的部分称为物光,未衍射的部分称为参考光,且光路中物光、参考光同向,为避免激光器过高功率对活细胞样品造成损伤,激光器(1)首先经过衰减片(2)对功率进行连续衰减调节,衰减后的平行相干光源经过三个与水平方向成45°夹角的第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第三反射镜(5)后,光线方向由水平转为竖直,利于对活细胞样品的观察;平行光源经10×显微物镜(6)聚焦为此级点光源,以降低干涉条纹的密度,充分利用CCD的有限空间带宽;次级点光源经过三维微米级位移平台(7)上的活细胞样品时,物光与参考光发生干涉,将物光波前的振幅和相位信息以干涉条纹强度的形式存储于全息图中;利用三维微米级位移平台(7)改变记录距离,精确调节系统的分辨率和放大率,结合40×显微物镜(8)对全息图实现进一步放大,放大后的图像被CCD相机(9)接收并存储于计算机(10),利用计算机对全息图数值重建得到再现的振幅图像和解包裹的定量三维相位图像;利用CCD相机的有限空间带宽并进一步提高系统分辨率,且细胞样本与记录面间的距离能够调节得很近,利于充分记录样本的高频信息,结合三维微米级位移平台精确调节记录距离,使系统达到低于500nm的高分辨率,然后利用CCD相机前的高倍显微物镜,对活细胞样品实现非接触、无损伤、快速、定量的高分辨率全息显微成像。