CN111610150A - 全场结构光相干编码断层成像装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全场结构光相干编码断层成像装置及方法。装置包括结构化科勒照明系统、分光棱镜、第一显微物镜、第二显微物镜、参考镜、压电陶瓷、样品、三轴位移平台、成像透镜、面阵相机。方法为：所述结构光科勒照明系统发出的会聚光由分光棱镜分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜、第二显微物镜的后焦面，在参考镜和样品表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；所述样品设置于三轴位移平台上，从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光在分光棱镜处发生干涉，干涉光经过成像透镜聚焦到面阵相机上。本发明具有并行成像分辨率高、照明模式易编程、算法易移植、测量时间短、样品类别不受限等优点。

Description

全场结构光相干编码断层成像装置及方法

技术领域

本发明涉及全场光学相干断层成像技术领域，特别是一种全场结构光相干编码断层成像装置及方法。

背景技术

光学相干层析术(Optical Coherence Tomography,OCT)由于其同时具有光学切片、无标记和非侵入的特点，在被麻省理工学院Huang等人提出后逐渐受到临床医学领域的重视。OCT利用生物组织的后向散射光与参考光发生弱相干干涉以获得生物组织的深度信息，结合扫描成像方式实现生物组织三维结构微米量级的断层成像。为了提高成像速度和空间分辨率，法国郎之万研究所Beaurepaire等人提出了采用林尼克结构低相干干涉仪与宽场照明的全场光学相干显微术(Full-field Optical Coherence Microscopy,FF-OCM)[2]。FF-OCM选用卤素灯作为白光光源实现高轴向分辨率，使用大数值孔径物镜达到亚微米量级的横向分辨率，且不需要任何横向扫描就可得到横断面的二维图像，可以实现轴向扫描，重建样品的三维图像，其横向和轴向分辨率都可达到亚微米级别。

一些小组试图通过选取合适波段的光源和显微物镜，利用光源时间相干门限制杂散光达到极限分辨率，而以色列Ilse Katz研究所Avner Safrani等人另辟蹊径发现使用高倍率显微物镜(NA＝1.05)和准单色光(有效带宽10nm，中心波长710nm)可以抑制时间相干门使空间相干性成为限制杂散光的最主要因素，获得了400nm的横向分辨率，1μm的纵向分辨率。尽管如此，无论是利用时间相干门还是空间相干门，都无法克服衍射现象对分辨率的限制，生物组织成像深度以及离焦等像差带来的信号衰减依然受到大数值孔径焦深的影响。由于采用大数值孔径显微物镜，从焦平面中所有不同的散射角度收集更多的反向散射光，从而导致FF-OCM图像对比度降低，不仅如此，来自重叠层的组织界面反射或散射会衰减成像信号，多次散射光也会导致背景信号随深度增加。当光线深入组织内部会产生色散和球差等像差，使得相干包络变宽，大数值孔径导致的快速离焦现象会产生空间相干包络和时间相干包络中心的轴向分离。对比度、分辨率与信噪比是评估活细胞和组织成像显微系统性能的三个关键指标，由高数值孔径导致的对比度下降影响FF-OCM横向分辨率衍射极限的突破。

结构照明显微术(Structured illumination microscopy,SIM)通过将正弦模式的网格放置在与标本共轭的平面中并且周期旋转，使得样品与照明光产生拍频增强调制对比度，在傅里叶域旋转与频移实现超分辨。结构照明显微术是目前超分辨成像技术中几乎唯一可用于无标记与非侵入成像的原理和方法，近年来与共聚焦、双光子、光片以及光学相干层析术等显微成像技术的结合中获得了广泛的关注。结构照明能克服FF-OCM中大数值孔径显微物镜在组织内部的色差、球差以及焦深带来的分辨率降低的问题，本发明宽场相干光编码照明将对生物组织内部三维并行超分辨成像具有推动性作用。

早期传统超分辨结构照明显微成像(Super-resolution structuredillumination microscopy,SR-SIM)采用旋转衍射光栅或者直接使用空间光调制器的方式生成多方向、多相移模式的结构化条纹，该照明模式传递样品空间频谱，将高频信息转换为截止空间频率的衍射极限检测通带内，重构即可获得各向同性分辨率增强。十年间，Gustafsson等人提出以二维线性、三维线性以及非线性结构照明模式将二维空间超分辨拓展至三维空间。York等人借鉴共聚焦显微术和扫描成像的点扫描SR-SIM使用衍射极限激光焦点或由微透镜阵列产生的多个焦点，使用振镜在整个样品上进行扫描，最后用阵列并行探测信号。此后结构照明显微术不断发展，但无论采用何种结构化照明模式，高精度条纹频率的照明实现方式是关键科学问题之一。随着大规模集成电路、微机电系统和微光学技术的发展，三者相结合的数字微镜器件(Digital Micromirror Device,DMD)具有高亮度、高对比度和高可靠性的特点，目前已广泛应用于各种SIM中，并提供了低价、快速和灵活的照明模式。

全场光学相干断层成像方法给无标记光学显微术带来了新变革，但是大数值孔径导致生物组织内部一系列相关信号衰减与多次散射光影响信噪比的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分辨率高、照明模式易编程、算法易移植、测量时间短、样品类别不受限的全场结构光相干编码断层成像装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种全场结构光相干编码断层成像装置，包括结构化科勒照明系统、分光棱镜、第一显微物镜、第二显微物镜、参考镜、压电陶瓷、样品、三轴位移平台、成像透镜、面阵相机；

所述结构光科勒照明系统发出的会聚光由分光棱镜分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜、第二显微物镜的后焦面，在参考镜和样品表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；

所述样品设置于三轴位移平台上，从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光在分光棱镜处发生干涉，干涉光经过成像透镜聚焦到面阵相机上。

进一步地，所述从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光在分光棱镜处发生干涉，条件为：

当参考臂和样品臂的光程在光源相干长度以内，并且从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光点在面阵相机的像面重合时发生干涉。

进一步地，所述三轴位移台控制样品的轴向扫描，压电陶瓷对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜聚焦到面阵相机，把面阵相机的数据经由多功能采集卡至工作站，显示出干涉条纹。

进一步地，所述的结构化科勒照明系统包括顺次设置的第一光源、第一前置聚光镜、第一孔径光阑、第一视场光阑、第一中继透镜、全反射棱镜、第一数字微镜阵列以及第一后置聚光镜；

第一光源发出的光经过第一前置聚光镜成像在第一孔径光阑处，再经由第一视场光阑与第一中继透镜形成平行光，该光线经过全反射棱镜后以与第一数字微镜阵列法线12°的入射角入射，形成亮纹；编辑第一数字微镜阵列倾斜角度，若以与第一数字微镜阵列法线0°入射角入射，形成暗纹；明暗相间条纹经过第一后置聚光镜进入分光棱镜。

进一步地，所述的结构化科勒照明系统包括顺次设置的第二光源、第二前置聚光镜、第二孔径光阑、第二分光棱镜、第二中继透镜、第二数字微镜阵列、第二视场光阑以及第二后置聚光镜；

第二光源发出的光经过第二前置聚光镜成像在第二孔径光阑处，再经由第二分光棱镜转折至第二中继透镜后以平行光出射，控制第二数字微镜阵列的微镜角度，若以与第二数字微镜阵列法线12°入射角入射，形成亮纹；若以与第二数字微镜阵列法线0°入射角入射，形成暗纹；明暗相间条纹经由第二视场光阑被第二后置聚光镜会聚进入分光棱镜。

进一步地，所述的第一光源或第二光源为白光光源、超辐射二极管、发光二极管、激光光源或超连续谱光源。

一种全场结构光相干编码断层成像方法，该方法基于权利要求1～5任一项所述的全场结构光相干编码断层成像装置，步骤如下：

步骤1，结构光科勒照明系统发出的会聚光由分光棱镜分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜、第二显微物镜的后焦面，在参考镜和样品表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；

步骤2，样品设置于三轴位移平台上，从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光在分光棱镜处发生干涉，干涉光经过成像透镜聚焦到面阵相机上；

步骤3，三轴位移台控制样品的轴向扫描，压电陶瓷对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜聚焦到面阵相机，把面阵相机的数据经由多功能采集卡至工作站，显示出干涉条纹。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

(1)本发明可在三维实现并行高分辨，利用宽场低相干光源实现纵向定位，结构照明与重建实现横向超分辨，与传统全场光学相干层析成像装置相比，结构光科勒照明的使用可替代大数值孔径显微物镜，从而在减小样品内部色散的情况下实现高分辨成像；

(2)本发明通过全反射透镜与分光棱镜转折光路，使得结构照明光路结构更加紧凑，便于在光阑与后置聚光镜之间放置光学器件；

(3)本发明具有很强的移相算法适应性，在不对系统硬件做任何改变的情况下，仅通过数字微镜阵列编码即可控制条纹图案与重建算法；

(4)本发明缩短了测量时间，由高速数字微镜阵列产生结构化照明，减去了传统利用旋转衍射光栅，也解决了机械振动带来的成像质量下降的问题；

(5)本发明可对具有双折射等对偏振特性敏感的样品进行全波段无色差移相，相比较对偏振敏感的空间光调制器，数字微镜阵列通过反射形成明暗条纹，拓展了样品成像范围与类别。

附图说明

图1为本发明全场结构光相干编码断层成像装置及方法的结构示意图。

图2为本发明结构化科勒照明系统的一种组成结构示意图。

图3为本发明结构化科勒照明系统的另一种组成结构示意图。

图4为本发明全场结构光相干编码断层成像装置控制系统示意图。

图中：1.结构化科勒照明系统，2.分光棱镜，3、6.一对相同的显微物镜，4.参考镜、5.压电陶瓷、7.样品、8.三轴位移平台、9.成像透镜，10.面阵相机，构成结构化全场光学相干层析成像装置。

1.结构化科勒照明系统可采取11-18或者19-26两种光路，其中11.光源，12、15、18.透镜，13、14.光阑，16.数字微镜阵列，17.全反射透镜；19.光源，20、23、26.透镜，21、25.光阑，22.分光棱镜，24.数字微镜阵列，控制信号部分由27-32构成，其中27.工作站，28.信号同步发生器，29.压电陶瓷移相器，30.面阵相机控制器，31.数字微镜阵列控制器，32.三轴位移平台控制器。

具体实施方式

本发明基于结构光科勒照明系统的全场结构光相干编码断层成像装置与方法。结构光科勒照明系统发出的明暗相间均匀照明光经过会聚透镜进入林尼克低相干干涉仪，该会聚光被分光棱镜分成完全相同的两束光，分别入射显微物镜的后焦面，在参考镜和样品表面形成视场和光强可调节的均匀照明光。从两臂返回的光被成像透镜聚焦在面阵相机的像面上。当参考臂和样品臂的光程在光源相干长度以内，并且从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光点在面阵相机的像面重合时发生干涉，三轴位移台控制样品的轴向扫描，压电陶瓷对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，面阵相机采集多模式干涉条纹通过重建算法恢复样品三维信号。结构光科勒照明系统有两种实现方式，分别采用传统科勒照明中放置全反射棱镜和数字微镜、分光棱镜与数字微镜的组合实现全场结构光相干编码断层成像的结构光均匀照明。

本发明一种全场结构光相干编码断层成像装置，包括结构化科勒照明系统1、分光棱镜2、第一显微物镜3、第二显微物镜6、参考镜4、压电陶瓷5、样品7、三轴位移平台8、成像透镜9、面阵相机10；

所述结构光科勒照明系统1发出的会聚光由分光棱镜2分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜3、第二显微物镜6的后焦面，在参考镜4和样品7表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；

所述样品7设置于三轴位移平台8上，从样品7返回的样品光与参考镜4返回的参考光在分光棱镜2处发生干涉，干涉光经过成像透镜9聚焦到面阵相机10上。

进一步地，所述从样品7返回的样品光与参考镜4返回的参考光在分光棱镜2处发生干涉，条件为：

当参考臂和样品臂的光程在光源相干长度以内，并且从样品7返回的样品光与参考镜4返回的参考光点在面阵相机10的像面重合时发生干涉。

进一步地，所述三轴位移台8控制样品7的轴向扫描，压电陶瓷5对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜9聚焦到面阵相机10，把面阵相机10的数据经由多功能采集卡28至工作站27，显示出干涉条纹。

进一步地，所述的结构化科勒照明系统1包括顺次设置的第一光源11、第一前置聚光镜12、第一孔径光阑13、第一视场光阑14、第一中继透镜15、全反射棱镜17、第一数字微镜阵列16以及第一后置聚光镜18；

第一光源11发出的光经过第一前置聚光镜12成像在第一孔径光阑13处，再经由第一视场光阑14与第一中继透镜15形成平行光，该光线经过全反射棱镜17后以与第一数字微镜阵列16法线12°的入射角入射，形成亮纹；编辑第一数字微镜阵列16倾斜角度，若以与第一数字微镜阵列16法线0°入射角入射，形成暗纹；明暗相间条纹经过第一后置聚光镜18进入分光棱镜2。

进一步地，所述的结构化科勒照明系统1包括顺次设置的第二光源19、第二前置聚光镜20、第二孔径光阑21、第二分光棱镜22、第二中继透镜23、第二数字微镜阵列24、第二视场光阑25以及第二后置聚光镜26；

第二光源19发出的光经过第二前置聚光镜20成像在第二孔径光阑21处，再经由第二分光棱镜22转折至第二中继透镜23后以平行光出射，控制第二数字微镜阵列24的微镜角度，若以与第二数字微镜阵列24法线12°入射角入射，形成亮纹；若以与第二数字微镜阵列24法线0°入射角入射，形成暗纹；明暗相间条纹经由第二视场光阑25被第二后置聚光镜26会聚进入分光棱镜2。

进一步地，所述的第一光源11或第二光源19为白光光源、超辐射二极管、发光二极管、激光光源或超连续谱光源。

一种全场结构光相干编码断层成像方法，该方法基于权利要求1～5任一项所述的全场结构光相干编码断层成像装置，步骤如下：

步骤1，结构光科勒照明系统1发出的会聚光由分光棱镜2分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜3、第二显微物镜6的后焦面，在参考镜4和样品7表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；

步骤2，样品7设置于三轴位移平台8上，从样品7返回的样品光与参考镜4返回的参考光在分光棱镜2处发生干涉，干涉光经过成像透镜9聚焦到面阵相机10上；

步骤3，三轴位移台8控制样品7的轴向扫描，压电陶瓷5对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜9聚焦到面阵相机10，把面阵相机10的数据经由多功能采集卡28至工作站27，显示出干涉条纹。

本发明全场结构光相干编码断层成像装置及方法，提供了一种基于数字微镜阵列的宽场结构光相干编码方法，解决大数值孔径引起的样品深度对比度衰减的问题。使用宽带光源来获得高纵向分辨率，并用数字微镜器件对照明模式进行编码，经过光路衍射产生结构照明图案，照明光与深度定位不同层的样品光发生拍频现象，记录莫尔条纹并重建可得两倍于阿贝衍射极限的分辨水平，实现三维并行高分辨。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

实施例

如图1所示，本发明所述的一种采用结构化科勒照明系统的全场光学相干断层成像装置，包括：结构化科勒照明系统1，分光棱镜2，一对相同的显微物镜3、6，参考镜4、压电陶瓷5、样品7、三轴位移平台8、成像透镜9，面阵相机10。1.结构化科勒照明系统可采取11-18或者19-26两种光路，第一种方案中光源11，透镜12、15、18，光阑13、14，数字微镜阵列16，全反射透镜17；第二种方案中光源19，透镜20、23、26，光阑21、25，分光棱镜22，数字微镜阵列24。其中光源11、19可以为卤素灯光源、白光光源、发光二极管、超连续谱光源或激光光源。

图2是本发明结构化科勒照明系统的一种组成结构示意图，它由光源11、前置聚光镜12、孔径光阑13、视场光阑14、中间聚光镜15、全反射透镜17、数字微镜阵列16以及后置聚光镜18构成。

结合图1与图2，光源11发出的光经过前置聚光镜12成像在孔径光阑13处，再经由视场光阑14与中间透镜15形成平行光，该光线经过全反射棱镜17后以与数字微镜法线12°的入射角入射，形成亮纹；编辑数字微镜倾斜角度，若以与微镜法线0°入射角入射，形成暗纹。明暗相间条纹经过会聚透镜18进入林尼克低相干干涉仪，该会聚光被分光棱镜2分成完全相同的两束光，分别入射显微物镜3、6的后焦面，在参考镜4和样品7表面形成视场和光强可调节的均匀照明光。从两臂返回的光被成像透镜9聚焦在面阵相机10的像面上。当参考臂和样品臂的光程在光源相干长度以内，并且从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光点在面阵相机10的像面重合时发生干涉，三轴位移台8控制样品的轴向扫描，压电陶瓷5对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜9聚焦到面阵相机10，把面阵相机的数据经由多功能采集卡28至工作站27，就能显示出干涉条纹。

图3是本发明结构化科勒照明系统的另一种组成结构示意图，它由光源19、前置聚光镜20、孔径光阑21、视场光阑25、中继透镜23、数字微镜阵列24以及后置聚光镜26构成。

结合图1与图3，光源19发出的光经过前置聚光镜20成像在孔径光阑21处，再经由分光棱镜22转折至中间透镜23后以平行光出射，控制数字微镜阵列24的微镜角度，若以与微镜法线12°入射角入射，形成亮纹，若以与微镜法线0°入射角入射，形成暗纹。明暗相间条纹经由视场光阑25被成像透镜26会聚，进入林尼克低相干干涉仪，该会聚光被分光棱镜2分成完全相同的两束光，分别入射显微物镜3、6的后焦面，在参考镜4和样品7表面形成视场和光强可调节的均匀照明光。从两臂返回的光被成像透镜9聚焦在面阵相机10的像面上。当参考臂和样品臂的光程在光源相干长度以内，并且从样品返回的样品光与参考镜返回的参考光点在面阵相机10的像面重合时发生干涉，三轴位移台8控制样品的轴向扫描，压电陶瓷5对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜9聚焦到面阵相机10，把面阵相机的数据经由多功能采集卡28至工作站27，就能显示出干涉条纹。

本发明的控制系统结构如图4所示，由工作站27控制多功能信号发生器28，发出信号控制面阵相机10的多功能图像采集卡30进行采集，控制压电陶瓷5的控制器29进行移相，对数字微镜阵列16或24的开发板16进行编码控制照明场明暗分布，控制样品臂三轴位移台8的三轴控制器32进行轴向扫描与横向移动，进行层析成像。

图像重构算法包含信号分离、移位和叠加三个步骤。为了使重构分辨率在多方向上均匀提高，需要处理面阵相机记录的多方位结构光图像。对面阵相机10采集到的图像序列Dn1～Dn4使用等人发表的积分移相调制解调方法，分别对应0、π/2、π和3π/2时刻的积分信号，有关具体算法详见论文“Dubois,Arnaud,et al."High-resolution full-fieldoptical coherence tomography with a Linnik microscope."Applied optics 41.4(2002):805-812.”，计算得到横向层析信号An：

A_n＝(-D_n1+D_n2+D_n3-D_n4)²+(-D_n1+D_n2-D_n3+D_n4)²

调制数字微镜控制器31编辑明暗结构光，可选用三相位或四相位线性分离方法，以三相位线性分离方法为例，需要使用三幅相同方位角不同初始相位的余弦结构照明条纹(根据设定则条纹间相位差为2π/3，对应初始相位

分别为0，2π/3和4π/3)。三幅图对应的图像分别为A₁(κ)、A₂(κ)、A₃(κ)，可构成线性方程组：

在FF-OCM信号帧间分离出两个拓宽的高频A_P(κ+κ₀)和A_S(κ-κ₀)和原始低频信号A_N(κ)，求解上式即可将三部分分离。采用傅里叶域平移算法移动高频信号到系统光学传递函数内，将分离信号A_P与A_S分别移到正确的位置并叠加后得到κ₀方向上的增强结构光断层信号O_P和O_S，n个方向循环该程序后叠加获得完整的超分辨断层信号O。然后使用三轴位移平台32轴向移动进行轴向扫描的三维成像。

Claims (7)

1.一种全场结构光相干编码断层成像装置，其特征在于，包括结构化科勒照明系统(1)、分光棱镜(2)、第一显微物镜(3)、第二显微物镜(6)、参考镜(4)、压电陶瓷(5)、样品(7)、三轴位移平台(8)、成像透镜(9)、面阵相机(10)；

所述结构光科勒照明系统(1)发出的会聚光由分光棱镜(2)分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜(3)、第二显微物镜(6)的后焦面，在参考镜(4)和样品(7)表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；

所述样品(7)设置于三轴位移平台(8)上，从样品(7)返回的样品光与参考镜(4)返回的参考光在分光棱镜(2)处发生干涉，干涉光经过成像透镜(9)聚焦到面阵相机(10)上。

2.根据权利要求1所述的全场结构光相干编码断层成像装置，其特征在于，所述从样品(7)返回的样品光与参考镜(4)返回的参考光在分光棱镜(2)处发生干涉，条件为：

当参考臂和样品臂的光程在光源相干长度以内，并且从样品(7)返回的样品光与参考镜(4)返回的参考光点在面阵相机(10)的像面重合时发生干涉。

3.根据权利要求2所述的全场结构光相干编码断层成像装置，其特征在于，所述三轴位移台(8)控制样品(7)的轴向扫描，压电陶瓷(5)对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜(9)聚焦到面阵相机(10)，把面阵相机(10)的数据经由多功能采集卡(28)至工作站(27)，显示出干涉条纹。

4.根据权利要求3所述的全场结构光相干编码断层成像装置，其特征在于，所述的结构化科勒照明系统(1)包括顺次设置的第一光源(11)、第一前置聚光镜(12)、第一孔径光阑(13)、第一视场光阑(14)、第一中继透镜(15)、全反射棱镜(17)、第一数字微镜阵列(16)以及第一后置聚光镜(18)；

第一光源(11)发出的光经过第一前置聚光镜(12)成像在第一孔径光阑(13)处，再经由第一视场光阑(14)与第一中继透镜(15)形成平行光，该光线经过全反射棱镜(17)后以与第一数字微镜阵列(16)法线12°的入射角入射，形成亮纹；编辑第一数字微镜阵列(16)倾斜角度，若以与第一数字微镜阵列(16)法线0°入射角入射，形成暗纹；明暗相间条纹经过第一后置聚光镜(18)进入分光棱镜(2)。

5.根据权利要求3所述的全场结构光相干编码断层成像装置，其特征在于，所述的结构化科勒照明系统(1)包括顺次设置的第二光源(19)、第二前置聚光镜(20)、第二孔径光阑(21)、第二分光棱镜(22)、第二中继透镜(23)、第二数字微镜阵列(24)、第二视场光阑(25)以及第二后置聚光镜(26)；

第二光源(19)发出的光经过第二前置聚光镜(20)成像在第二孔径光阑(21)处，再经由第二分光棱镜(22)转折至第二中继透镜(23)后以平行光出射，控制第二数字微镜阵列(24)的微镜角度，若以与第二数字微镜阵列(24)法线12°入射角入射，形成亮纹；若以与第二数字微镜阵列(24)法线0°入射角入射，形成暗纹；明暗相间条纹经由第二视场光阑(25)被第二后置聚光镜(26)会聚进入分光棱镜(2)。

6.根据权利要求4或5所述的全场结构光相干编码断层成像装置，其特征在于，所述的第一光源(11)或第二光源(19)为白光光源、超辐射二极管、发光二极管、激光光源或超连续谱光源。

7.一种全场结构光相干编码断层成像方法，其特征在于，该方法基于权利要求1～5任一项所述的全场结构光相干编码断层成像装置，步骤如下：

步骤1，结构光科勒照明系统(1)发出的会聚光由分光棱镜(2)分成完全相同的两束光，分别入射至一对完全相同的第一显微物镜(3)、第二显微物镜(6)的后焦面，在参考镜(4)和样品(7)表面形成视场和光强可调节的均匀结构照明；

步骤2，样品(7)设置于三轴位移平台(8)上，从样品(7)返回的样品光与参考镜(4)返回的参考光在分光棱镜(2)处发生干涉，干涉光经过成像透镜(9)聚焦到面阵相机(10)上；

步骤3，三轴位移台(8)控制样品(7)的轴向扫描，压电陶瓷(5)对样品臂与参考臂的光程进行调制与移相，干涉光经过会聚透镜(9)聚焦到面阵相机(10)，把面阵相机(10)的数据经由多功能采集卡(28)至工作站(27)，显示出干涉条纹。

Images