Interferenční mikroskop s osvětlením nízké koherence v transmisním modu

Low-coherence interference microscope in transmission mode

conference paper

en

The system is based on the Mach-Zehnder interferometer with a diffraction grating as a beam splitter. The interferometer arms intersect gently inclined to each other so the interference structure is an image-plane hologram. The hologram is recorded using a CCD camera and processed by a computer. The phase image component may be extracted from the hologram in addition to the intensity one. The latter is depth discriminated as it is in a classical confocal microscope. This effect is a consequence of the spatial incoherence of illumination (correlation effect) that, in the reflection-mode microscope, could be with benefit combined with the temporal one. The advantage of this technique is that the optical section is formed at a time without any need of scanning. The setup is build to be achromatic – the interference structure in the output plane of the interferometer is achromatic within the entire field of view. Hence a white-light (broad) source may be used which solves the problems with coherent light – image degradation by speckles or by unintended interference. Optical path difference measurement enhanced by the optical sectioning is demonstrated experimentally in the paper.

Soustava je v principu Machovým-Zehnderovým interferometrem s difrakční mřížkou jako děličem svazku. Větve interferometru se protínají pod malým úhlem tak, že vznikající interferenční struktura je obrazovým hologramem. Hologram je zaznamenáván CCD kamerou a zpracováván počítačem. Kromě intenzitní složky zobrazení je z hologramu získávána také složka fázová. Intenzitní složka je hloubkově diskriminována tak, jako v klasickém konfokálním mikroskopu. Tento jev vzniká v důsledku prostorové nekoherence osvětlení (korelační jev), která může být v reflexním mikroskopu s výhodou kombinována s časovou nekoherencí světla. Výhodou této techniky je vytváření optického řezu bez potřeby rastrování. Soustava je navržena jako achromatická – interferenční struktura ve výstupní rovině interferometru je achromatická v celém zorném poli. Proto může být použito osvětlení (plošným) zdrojem bílého světla, které odstraňuje problémy koherentního osvětlení – degradaci zobrazení koherenční zrnitostí a nežádoucí interferencí. Měření optických drah zpřesněné efektem optických řezů je v článku experimentálně demonstrováno.

The system is based on the Mach-Zehnder interferometer with a diffraction grating as a beam splitter. The interferometer arms intersect gently inclined to each other so the interference structure is an image-plane hologram. The hologram is recorded using a CCD camera and processed by a computer. The phase image component may be extracted from the hologram in addition to the intensity one. The latter is depth discriminated as it is in a classical confocal microscope. This effect is a consequence of the spatial incoherence of illumination (correlation effect) that, in the reflection-mode microscope, could be with benefit combined with the temporal one. The advantage of this technique is that the optical section is formed at a time without any need of scanning. The setup is build to be achromatic – the interference structure in the output plane of the interferometer is achromatic within the entire field of view. Hence a white-light (broad) source may be used which solves the problems with coherent light – image degradation by speckles or by unintended interference. Optical path difference measurement enhanced by the optical sectioning is demonstrated experimentally in the paper.

low-coherence interferometer; interference microscopy; holographic microscopy; confocal microscopy; optical sectioning; spatial coherence; correlation effects

2005

01.03.2005

Jena, Germany

Focus on Microscopy 2005 - Jena, Germany. March 20-23, 2005. Appendix to the abstract book.

60–60

1