基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及顆粒分析技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置。所述裝置包括激光器、顯微鏡頭、光闌、透明觀測件和圖像傳感器，其中，所述透明觀測件中開有流體出入孔道。利用激光全息成像法直接對待測流體中的顆粒進(jìn)行經(jīng)干涉作用而產(chǎn)生的全息成像信息，然后對全息成像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，即可得到反映顆粒形狀的空間成像信息，由此無需使用濾膜，可避免樣品受到污染，進(jìn)而可以減小測量誤差和耗材費(fèi)用，簡化設(shè)備的操作過程。此外，所述裝置還具有實(shí)時性強(qiáng)、顆粒分辨率高和檢測對象廣的優(yōu)點(diǎn)，便于實(shí)際應(yīng)用和推廣。
【專利說明】
基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及顆粒分析技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于激光全息成像法分析 顆粒形狀的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，為了應(yīng)對、解決工業(yè)生產(chǎn)和人居生活方式所造成的環(huán)境污染問題，尤其是危 害嚴(yán)重的霧霾問題，需要對大氣中的顆粒物質(zhì)特性進(jìn)行連續(xù)、精確和廣泛的監(jiān)測，例如進(jìn)行 PM2.5和PM10的測量工作。現(xiàn)有針對空氣中顆粒物質(zhì)特性的測量方法，主要有重量法、震蕩 天平法和Beta射線法等。其中，所述重量法的原理是分別通過一定切割特征的采樣器，以恒 速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中的PM2.5和PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣 前后濾膜的質(zhì)量差和采樣體積，計(jì)算出PM2.5和PM10的濃度;所述震蕩天平法的原理是在質(zhì) 量傳感器內(nèi)使用一個振蕩空心錐形管，并在其振蕩端安裝可更換的濾膜(振蕩頻率取決于 錐形管特征和其質(zhì)量），當(dāng)采樣氣流通過濾膜，其中的顆粒物沉積在濾膜上，濾膜的質(zhì)量變 化導(dǎo)致振蕩頻率的變化，通過振蕩頻率變化計(jì)算出沉積在濾膜上顆粒物的質(zhì)量，再根據(jù)流 量、現(xiàn)場環(huán)境溫度和氣壓計(jì)算出該時段顆粒物標(biāo)志的質(zhì)量濃度;所述Beta射線法的原理是 利用Beta射線衰減的原理，環(huán)境空氣由采樣栗吸入采樣管，經(jīng)過濾膜后排出，顆粒物沉淀在 濾膜上，當(dāng)β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時，Beta射線的能量衰減，通過對衰減量的測定 便可計(jì)算出顆粒物的濃度。
[0003] 但是這幾種方式都需要采用濾膜預(yù)先對空氣中的顆粒進(jìn)行過濾篩選，因此進(jìn)行的 是有損檢測，容易使樣品受到污染，例如受到空氣濕度的影響，因而存在測量誤差大、耗材 費(fèi)用高、儀器需要經(jīng)常校準(zhǔn)和操作復(fù)雜的問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對上述目前現(xiàn)有幾種方法存在測量誤差大、耗材費(fèi)用高、儀器需要經(jīng)常校準(zhǔn)和 操作復(fù)雜的問題，本實(shí)用新型提供了一種基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，可以 利用激光全息成像法直接對待測流體中的顆粒進(jìn)行經(jīng)干涉作用而產(chǎn)生的全息成像信息，然 后對全息成像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，即可得到反映顆粒形狀的空間成像信息，由此無需 使用濾膜，可避免樣品受到污染，進(jìn)而可以減小測量誤差和耗材費(fèi)用，簡化設(shè)備的操作過 程。此外，所述裝置還具有實(shí)時性強(qiáng)、顆粒分辨率高和檢測對象廣的優(yōu)點(diǎn)，便于實(shí)際應(yīng)用和 推廣。
[0005] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案提供了一種基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝 置，包括激光器、顯微鏡頭、光闌、透明觀測件和圖像傳感器，其中，所述透明觀測件中開有 流體出入孔道;所述激光器、所述顯微鏡頭、所述光闌、所述透明觀測件和所述圖像傳感器 依次同軸心線設(shè)置，且所述顯微鏡頭的光學(xué)焦點(diǎn)位于所述光闌的軸心孔中，所述光闌的端 面與所述透明觀測件的第一端面相抵，所述透明觀測件的第二端面與所述圖像傳感器的感 應(yīng)面相抵。
[0006] 具體的，所述激光器為激光波長介于355~635納米之間的脈沖激光器;或者，所述 激光器為激光波長介于355~635納米之間的可調(diào)制連續(xù)激光器。
[0007] 具體的，所述光闌的端面與所述透明觀測件的第一端面之間嵌有抗反射涂層;和/ 或，所述透明觀測件的第二端面與所述圖像傳感器的感應(yīng)面之間嵌有抗反射涂層。進(jìn)一步 具體的，所述抗反射涂層為光學(xué)膠層或浸油層。
[0008] 具體的，所述光闌至所述流體出入孔道的距離設(shè)為1^，所述流體出入孔道至所述 圖像傳感器的距離設(shè)為L 2，則所述兩段距離1^和1^滿足如下關(guān)系：
[0009]
[0010] 式中，λο為激光波長，η為所述透明觀測件的折射率，d為所述圖像傳感器的像素尺 寸大小，D為所述圖像傳感器的有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小。
[0011] 具體的，所述透明觀測件由折射率大于1.5的透明材質(zhì)制成。
[0012] 具體的，所述光闌的軸心孔直徑為1.22λ〇,式中，λ〇為激光波長。
[0013] 具體的，所述圖像傳感器為C⑶傳感器或CMOS傳感器。
[0014]綜上，采用本實(shí)用新型所提供的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，具有 如下有益效果：（1)可以利用激光全息成像法直接對待測流體中的顆粒進(jìn)行經(jīng)干涉作用而 產(chǎn)生的全息成像信息，然后對全息成像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，即可得到反映顆粒形狀的 空間成像信息，由此無需使用濾膜，可避免樣品受到污染，進(jìn)而可以減小測量誤差和耗材費(fèi) 用，簡化設(shè)備的操作過程；（2)便于利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對感應(yīng)成像信息進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)反演處 理，方便即時得到測量結(jié)果，實(shí)時性強(qiáng)；（3)可以達(dá)到0.2微米甚至更高的分辨率，可以解決 現(xiàn)有基于顯微鏡方法且其分辨率受到光學(xué)極限限制的問題，對于大氣顆粒物質(zhì)測量具有重 要意義；（4)所述裝置不但可以對氣體中的顆粒進(jìn)行成像檢測，還可以對液體中的顆粒進(jìn)行 成像檢測，待測對象更廣，便于實(shí)際應(yīng)用和推廣。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本實(shí)用新型提供的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0017] 圖2是本實(shí)用新型提供的該裝置的工作流程示意圖。
[0018] 上述附圖中：1、激光器2、顯微鏡頭3、光闌4、透明觀測件401、流體出入孔道5、圖像 傳感器6、計(jì)算機(jī)7、抗反射涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下將參照附圖，通過實(shí)施例方式詳細(xì)地描述本實(shí)用新型提供的基于激光全息成 像法分析顆粒形狀的裝置。在此需要說明的是，對于這些實(shí)施例方式的說明用于幫助理解 本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定。
[0020] 本文中描述的各種技術(shù)可以用于但不限于顆粒分析技術(shù)領(lǐng)域，還可以用于其它類 似領(lǐng)域。
[0021] 本文中術(shù)語"和/或"，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān) 系，例如，A和/或B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術(shù)語 7和"是描述另一種關(guān)聯(lián)對象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示:單獨(dú)存 在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符7"，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種"或"關(guān) 系。
[0022] 實(shí)施例一
[0023] 圖1示出了本實(shí)用新型提供的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，圖2示出了本實(shí)用新型提供的該裝置的工作流程示意圖。本實(shí)施例提供的所述基于激 光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，包括激光器1、顯微鏡頭2、光闌3、透明觀測件4和圖像 傳感器5,其中，所述透明觀測件4中開有流體出入孔道401;所述激光器1、所述顯微鏡頭2、 所述光闌3、所述透明觀測件4和所述圖像傳感器5依次同軸心線設(shè)置，且所述顯微鏡頭2的 光學(xué)焦點(diǎn)位于所述光闌3的軸心孔中，所述光闌3的端面與所述透明觀測件4的第一端面相 抵，所述透明觀測件4的第二端面與所述圖像傳感器5的感應(yīng)面相抵。
[0024] 如圖1所示，在所述裝置的結(jié)構(gòu)中，還包括通信連接所述圖像傳感器5的計(jì)算機(jī)6。 所述激光器1用于沿軸心線向所述圖像傳感器5方向間斷地發(fā)射脈沖式激光，所述脈沖式激 光的頻率要求與所述圖像傳感器5的圖像采集頻率相匹配，所述脈沖式激光的脈沖寬度要 求大于所述圖像傳感器5的最低曝光時間，從而以便所述圖像傳感器5能夠產(chǎn)生較佳的感應(yīng) 圖像;所述顯微鏡頭2用于對激光進(jìn)行進(jìn)一步的聚光作用，以便在所述光闌3的軸心孔處衍 射形成點(diǎn)源球面波;所述透明觀測件4用于提供顆粒衍射場所，使點(diǎn)源球面波在穿過所述流 體出入孔道時，能夠與所述待測流體中的顆粒相互作用形成顆粒衍射波，同時以便產(chǎn)生的 顆粒衍射波與點(diǎn)源球面波相互干涉，并投射到所述圖像傳感器5的感應(yīng)面上，形成全息感應(yīng) 圖像，其中的所述流體出入孔道401用于導(dǎo)入及導(dǎo)出待側(cè)流體;所述圖像傳感器5用于進(jìn)行 光波感應(yīng)成像，并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換得到與全息感應(yīng)圖像對應(yīng)的全息成像信息;所述計(jì)算機(jī)6用 于利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)反演處理技術(shù)，對來自所述圖像傳感器5的所述全息成像信息進(jìn)行數(shù)學(xué) 反演處理，得到反映顆粒形狀的空間成像信息，例如顆粒的三維圖像信息等。由此可以利用 激光全息成像法直接對待測流體中的顆粒進(jìn)行經(jīng)干涉作用而產(chǎn)生的全息成像信息，然后對 全息成像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，即可得到反映顆粒形狀的空間成像信息，在應(yīng)用時無需 使用濾膜，可避免樣品受到污染，進(jìn)而可以減小測量誤差和耗材費(fèi)用，簡化設(shè)備的操作過 程，此外所述裝置還具有實(shí)時性強(qiáng)和檢測對象廣的優(yōu)點(diǎn)，便于實(shí)際應(yīng)用和推廣。
[0025] 具體的，所述激光器1可以但不限于為激光波長介于355~635納米之間（例如波長 為355納米的激光、波長為375納米的激光、波長為405納米的激光、波長為473納米的激光、 波長為488納米的激光、波長為532納米的激光和波長為635納米的激光等）的脈沖激光器； 或者，所述激光器1可以但不限于為激光波長介于355~635納米之間（例如波長為355納米 的激光、波長為375納米的激光、波長為405納米的激光、波長為473納米的激光、波長為488 納米的激光、波長為532納米的激光和波長為635納米的激光等）的可調(diào)制連續(xù)激光器，其 中，所述可調(diào)制連續(xù)激光器的調(diào)制方式可以但不限于為聲光調(diào)制方式（即在連續(xù)激光器的 發(fā)射端配置一個聲光調(diào)制器)或電光調(diào)制方式（即在連續(xù)激光器的發(fā)射端配置一個電光調(diào) 制器）。根據(jù)光學(xué)理論中瑞利判據(jù)(兩個像點(diǎn)間能夠分辨的最短距離約等于艾里斑的半徑）， 可知所述裝置的最大光學(xué)分辨率CMaxS :
[0026]
[0027] ：tvτ，八〇乃概兀?ns：，1 wyl迎邁明觀測件4的折射率（指相對真空的絕對折射率， 全文相同），NA為數(shù)值孔徑。因此所述裝置的最大光學(xué)分辨率〇Max的數(shù)值大小直接與激光波 長λ〇成正比：即激光波長越短， 〇Max的數(shù)值越小，反映的分辨率越高。由此通過對所述激光器 1進(jìn)行所述激光的限定，可以確保所述裝置具有較高的光學(xué)分辨率。
[0028]具體的，所述光闌3的端面與所述透明觀測件4的第一端面之間嵌有抗反射涂層7; 和/或，所述透明觀測件4的第二端面與所述圖像傳感器5的感應(yīng)面之間嵌有抗反射涂層7。 如圖1所示，通過設(shè)置所述抗反射涂層7,可以緩解光波在所述透明觀測件4的對應(yīng)端面處產(chǎn) 生反射，從可以減少光波能量損失，保障光波在所述圖像傳感器5的感應(yīng)效果。進(jìn)一步具體 的，所述抗反射涂層7可以是但不限于為光學(xué)膠層或浸油層。作為優(yōu)化的，在本實(shí)施例中，所 述抗反射涂層7采用浸油層，可以在確保抗反射效果的基礎(chǔ)上，還便于所述透明觀測件4的 更換及清洗。
[0029] 具體的，所述光闌3至所述流體出入孔道401的距離設(shè)為U，所述流體出入孔道401 至所述圖像傳感器5的距離設(shè)為L2，則所述兩段距離1^和1^滿足如下關(guān)系：
[0030]
[0031] 式中，λο為激光波長，η為所述透明觀測件4的折射率，d為所述圖像傳感器5的像素 尺寸大小，D為所述圖像傳感器5的有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小。如圖1所示，在所述裝置的結(jié)構(gòu)中， 所述圖像傳感器5的有效感應(yīng)區(qū)位于所述圖像感應(yīng)器5的感應(yīng)面上，其可以但不限于為所述 透明觀測件4的第二端面與所述圖像傳感器5的感應(yīng)面相抵的圓形區(qū)域或正方形區(qū)域，當(dāng)該 區(qū)域?yàn)閳A形時，對應(yīng)的有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小D為圓形直徑，當(dāng)該區(qū)域?yàn)檎叫螘r，對應(yīng)的有 效感應(yīng)區(qū)尺寸大小D為正方形邊長。為了便于后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理(例如在FFT處理時為 了便于確定成像范圍），所述有效感應(yīng)區(qū)優(yōu)選為正方形，同時要求所述有效感應(yīng)區(qū)中的單列 或單行像素個數(shù)為2"個(η為自然數(shù)），例如當(dāng)所述有效感應(yīng)區(qū)為512 X 512像素大小時，對應(yīng) 的有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小D = 512d;或者當(dāng)所述有效感應(yīng)區(qū)為1024X1024像素大小時，對應(yīng)的 有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小D = 1024d;或者當(dāng)所述有效感應(yīng)區(qū)為2048 X 2048像素大小時，對應(yīng)的 有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小D = 2048d。
[0032] 同時如圖1所示，在所述透明觀測件4的結(jié)構(gòu)中，由于可根據(jù)光學(xué)理論得到其對應(yīng) 的數(shù)值孔徑NA'為：
[0033]
[0034] ，則所述透明觀測件4的最大光學(xué)分辨率〇'MaxS:
[0035]
[0036] ，則進(jìn)一步地，可得到在所述圖像床感器5上的最大像素分辨率為：
[0037]
[0038] ，同時為了使所述圖像感應(yīng)器5上的最小感應(yīng)單元能夠與所述最大像素分辨
[0039] 率<"相匹配，需要滿足如下關(guān)系：
[0040]
V.n.…2V
[0041] ，由此通過有限次公式推導(dǎo)，可得到所述兩段距離1^幾2的如下關(guān)系限定：
[0042]
[0043] ，根據(jù)所述關(guān)系限定對所述透明觀測件4進(jìn)行設(shè)置，可以使所述整個裝置得到一個 合理的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并在所述圖像床感器5上得到較高的像素分辨率。
[0044] 下面以一個實(shí)例來說明在所述圖像床感器5上可得到的最大像素分辨率:所述激 光器1為發(fā)射波長為405納米激光的脈沖激光器，所述顯微鏡頭2為放大倍數(shù)為40倍且數(shù)值 孔徑為0.75的鏡頭;所述光闌3至所述流體出入孔道401的距離1^ = 0.6mm，所述流體出入孔 道401至所述圖像傳感器5的距離L2 = 9.3mm，所述流體出入孔道401的孔道寬度為0.1mm(在 計(jì)算最大像素分辨率時忽略），所述透明觀測件4的折射率為1.74(所述透明觀測件4可以但 不限于由折射率為1.74的樹脂材質(zhì)制成），所述圖像傳感器5的像素尺寸d = 3.45um，感應(yīng)面 上的有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小D = 2048d = 7.0656mm，則在滿足所述兩段距離LjPL2的所述關(guān)系 限定基礎(chǔ)上，可得到的最大像數(shù)分辨率為、= 0 · 2 (此時
，可以 達(dá)到0.2微米的級別。如果采用激光波長更短的激光發(fā)射器，還可以進(jìn)一步使最大像數(shù)分辨 率<^"的數(shù)值更低。
[0045] 具體的，所述透明觀測件4可以但不限于由折射率大于1.5的透明材質(zhì)制成。根據(jù) 前述的所述裝置的最大光學(xué)分辨率〇Max:
[0046]
[0047] 可知，所述裝置的最大光學(xué)分辨率〇Max的數(shù)值大小直接與折射率n成反比：即折射 率η越高，〇 Max的數(shù)值越小，反映的分辨率越高。由此通過對所述透明觀測件4進(jìn)行所述材質(zhì) 的限定，可以確保所述裝置具有較高的光學(xué)分辨率。
[0048] 具體的，所述光闌3的軸心孔直徑可以但不限于為1.22λ〇,式中，λ〇為激光波長。所 述光闌3的軸心孔直徑雖然也可以小于1.22λ〇,但是這樣會造成激光光能損失，因此在本實(shí) 施例中，所述光闌3的軸心孔直徑優(yōu)選為1.22λ〇。
[0049] 具體的，所述圖像傳感器5可以但不限于為CCD(Charge_coupled Device，電荷親 合元件）傳感器或CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補(bǔ)性氧化金屬半 導(dǎo)體)傳感器。作為優(yōu)化的，本實(shí)施例中，所述圖像傳感器5采用CMOS傳感器，在可得到高質(zhì) 量的全息圖像及全息成像信息的基礎(chǔ)上，還可使所述裝置具有功耗小和價格低等優(yōu)點(diǎn)。
[0050] 如圖2所示，前述基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置的工作機(jī)制，可以但不 限于包括如下步驟:S101.向透明觀測件中的流體出入孔道導(dǎo)入待測流體;S102.啟動激光 器，發(fā)射脈沖式激光;S103.使所述激光穿過顯微鏡頭，并聚焦在光闌的軸心孔中，然后衍射 形成點(diǎn)源球面波;S104.所述點(diǎn)源球面波穿過透明觀測件，并在穿過所述流體出入孔道時與 所述待測流體中的顆粒相互作用形成顆粒衍射波;S105.所述點(diǎn)源球面波和所述顆粒衍射 波相互干涉，并投射在圖像傳感器的感應(yīng)面上，生成全息成像信息；S106.將所述全息成像 信息傳送至計(jì)算機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，最終得到反映顆粒形狀的空間成像信息。
[0051] 在所述步驟S101中，所述待測流體可以但不限于為液體或氣體，例如環(huán)境大氣或 者自來水。在所述步驟S106中，所述數(shù)據(jù)反演處理(也稱為圖像再現(xiàn)處理）的方式為現(xiàn)有數(shù) 據(jù)處理技術(shù)，其可以但不限于為如下處理方式：
[0052] Ir=iFFT(FFT(Ih) · FFT(Ipsf))
[0053] 式中，F(xiàn)FT〇為傅立葉變換函數(shù)，iFFTO為反傅立葉變換函數(shù)，Ir為空間成像信息， Ih為全息成像信息，Ipsf為點(diǎn)源圖像信息。在數(shù)據(jù)反演處理過程中，由于所述流體出入孔道 401具有一定的寬度(例如0.1mm)，而顆粒的尺寸相對而言要小得多（大約在um級），因此先 需要進(jìn)行自動聚焦，反演鎖定顆粒在所述流體出入孔道401中的橫向位置，再反演得到反映 顆粒形狀的空間成像信息。最后通過所述計(jì)算機(jī)對顆粒的實(shí)體空間圖像進(jìn)行展示和分析， 例如灰度分析或顆粒檢測分析，就可以得到諸如顆粒的大小或形狀等觀測結(jié)果。
[0054]本實(shí)施例提供的所述基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，具有如下技術(shù)效 果：（1)可以利用激光全息成像法直接對待測流體中的顆粒進(jìn)行經(jīng)干涉作用而產(chǎn)生的全息 成像信息，然后對全息成像信息進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，即可得到反映顆粒形狀的空間成像信 息，由此無需使用濾膜，可避免樣品受到污染，進(jìn)而可以減小測量誤差和耗材費(fèi)用，簡化設(shè) 備的操作過程；（2)便于利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對感應(yīng)成像信息進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)反演處理，方便即 時得到測量結(jié)果，實(shí)時性強(qiáng)；（3)可以達(dá)到0.2微米甚至更高的分辨率，可以解決現(xiàn)有基于顯 微鏡方法且其分辨率受到光學(xué)極限限制的問題，對于大氣顆粒物質(zhì)測量具有重要意義；（4) 所述裝置不但可以對氣體中的顆粒進(jìn)行成像檢測，還可以對液體中的顆粒進(jìn)行成像檢測， 待測對象更廣，便于實(shí)際應(yīng)用和推廣。
[0055]如上所述，可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)本實(shí)用新 型的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出不同形式的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置并不需要創(chuàng)造性的 勞動。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對這些實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換、整 合和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，包括激光器（1)、顯微 鏡頭(2)、光闊（3)、透明觀測件(4)和圖像傳感器(5)，其中，所述透明觀測件(4)中開有流體 出入孔道(401); 所述激光器(1)、所述顯微鏡頭(2)、所述光闊（3)、所述透明觀測件(4)和所述圖像傳感 器巧)依次同軸屯、線設(shè)置，且所述顯微鏡頭(2)的光學(xué)焦點(diǎn)位于所述光闊（3)的軸屯、孔中，所 述光闊（3)的端面與所述透明觀測件(4)的第一端面相抵，所述透明觀測件(4)的第二端面 與所述圖像傳感器(5)的感應(yīng)面相抵。2. 如權(quán)利要求1所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述激 光器(1)為激光波長介于355~635納米之間的脈沖激光器； 或者，所述激光器(1)為激光波長介于355~635納米之間的可調(diào)制連續(xù)激光器。3. 如權(quán)利要求1所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述光 闊（3)的端面與所述透明觀測件(4)的第一端面之間嵌有抗反射涂層(7); 和/或，所述透明觀測件(4)的第二端面與所述圖像傳感器(5)的感應(yīng)面之間嵌有抗反 射涂層(7)。4. 如權(quán)利要求3所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述抗 反射涂層(7)為光學(xué)膠層或浸油層。5. 如權(quán)利要求1所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述光 闊（3)至所述流體出入孔道(401)的距離設(shè)為^，所述流體出入孔道(401)至所述圖像傳感 器(5)的距離設(shè)為L2,則所述兩段距離^和1^2滿足如下關(guān)系：式中，λ〇為激光波長，η為所述透明觀測件(4)的折射率，d為所述圖像傳感器(5)的像素 尺寸大小，D為所述圖像傳感器(5)的有效感應(yīng)區(qū)尺寸大小。6. 如權(quán)利要求1所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述透 明觀測件(4)由折射率大于1.5的透明材質(zhì)制成。7. 如權(quán)利要求1所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述光 闊（3)的軸屯、孔直徑為1.22λ〇，式中，λ〇為激光波長。8. 如權(quán)利要求1所述的基于激光全息成像法分析顆粒形狀的裝置，其特征在于，所述圖 像傳感器(5)為CCD傳感器或CMOS傳感器。
【文檔編號】G01N15/02GK205607811SQ201620270670
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】蔣勇剛, 黃愷
【申請人】黃愷