研究目的
实现一种采用部分空间相干多光谱光源的共路定量相位成像装置，以获得无散斑且具有高时间相位稳定性的成像效果，从而克服传统数字全息显微技术中相干噪声的局限性。
研究成果
采用部分空间相干光源和菲涅尔双棱镜干涉仪构建的通用路径QPI系统，可实现无散斑成像、高时间相位稳定性及便捷对准。该方案无需空间滤波，具有光功率零损耗、照明均匀且适用于多波长研究等优势。工业与生物样本实验证实其噪声降低且相位测量精度提升，使其成为定量相位成像应用的理想选择。
研究不足
该设置可能在处理高密度样品或极端振动环境中存在局限性，不过共光路设计降低了对环境噪声的敏感性。使用特定波长（532纳米和632.8纳米）可能无法满足所有光谱需求，且旋转漫射器可能会随时间产生机械磨损。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于菲涅尔双棱镜干涉仪自参考模式的常见路径数字全息显微成像系统。通过将532纳米和632.8纳米波长的激光器与旋转漫射器结合，构建部分空间相干光源以降低空间相干性。该方法包含用于相位重建的傅里叶条纹分析技术。
2：8纳米波长的激光器与旋转漫射器结合，构建部分空间相干光源以降低空间相干性。该方法包含用于相位重建的傅里叶条纹分析技术。 样本选择与数据来源：
2. 样本选择与数据来源：使用工业样本（如1951年美国空军分辨率测试图）和生物样本（如人体红细胞），旨在验证该系统在抑制散斑和提高图像质量方面的有效性。
3：实验设备与材料清单：
激光器（532纳米和632.8纳米）、分束器、旋转漫射器、透镜组（L1-L4焦距分别为150毫米、100毫米、100毫米、150毫米）、显微物镜（20倍）、菲涅尔双棱镜、三芯片彩色CCD相机。
4：8纳米）、分束器、旋转漫射器、透镜组（L1-L4焦距分别为150毫米、100毫米、100毫米、150毫米）、显微物镜（20倍）、菲涅尔双棱镜、三芯片彩色CCD相机。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：合并激光束并通过旋转漫射器产生部分相干光源，照明样本后由物镜收集散射光。菲涅尔双棱镜将光束分离为参考光路与物光路，在像平面形成干涉。全息图由CCD相机记录，并通过傅里叶变换及滤波技术处理。
5：数据分析方法：
采用傅里叶条纹分析提取全息图相位信息。根据公式Δφ = 2π(no - ns)d/λ计算相位差（no和ns为折射率，d为厚度，λ为波长）。通过测量相位差随时间变化的标准差评估时间稳定性。
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laser
532 nm
Provides coherent light source at specified wavelength for illumination in the experimental setup.
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laser
632.8 nm
Provides coherent light source at specified wavelength for illumination in the experimental setup.
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beam splitter
Combines light from multiple lasers into a single beam.
-
rotating diffuser
Reduces spatial coherence of the laser light to create a partially spatially coherent source, minimizing speckle artifacts.
-
lens
L1
Collimates the light after it passes through the rotating diffuser.
-
lens
L2
Part of the imaging system to focus and magnify the light.
-
lens
L3
Part of the imaging system to focus and magnify the light.
-
lens
L4
Part of the imaging system to focus and magnify the light.
-
microscopic objective lens
20x
Collects and magnifies the scattered light from the sample.
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Fresnel biprism
Splits the beam into reference and object beams for interference in the common path interferometer.
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CCD camera
3-chip color
Records the interference patterns (holograms) for further processing and analysis.
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