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譜量光電針對高校教學實驗需求,提供全場時域OCT系統(tǒng)相關實驗系統(tǒng),主要包括科勒照明光路實驗、基于寬譜光源(白光)的邁克爾遜干涉實驗、白光相干長度測量及濾光片對干涉現(xiàn)象影響實驗、基于白光干涉針對表面輪廓納米級形貌測量實驗、全場時域光學相干層析成像實驗、全場時域光學相干層析成像中分辨率對比與焦面補償實驗,讓學生了解時域相干層析成像系統(tǒng)中各光路模塊原理。譜量提供OCT系統(tǒng)的全套定制服務,滿足客戶在教學與科研中的實際需求,便于客戶對光學相干層析成像技術進行創(chuàng)新與深入研究。
實驗匯總:
一、科勒照明光路實驗: 簡介:本實驗探討柯勒照明(K?hler Illumination)光路的構建及其在顯微成像中的作用。 柯勒照明是一種標準顯微照明技術,通過聚焦光源在聚光鏡孔徑光闌上,并將視場光闌的圖像聚焦在樣本平面上,實現(xiàn)均勻、明亮的照明。
實驗目標包括理解柯勒照明原理、掌握光路搭建方法,并優(yōu)化照明參數(shù)以獲得高質(zhì)量顯微圖像。實驗步驟涵蓋光源調(diào)整、聚光鏡調(diào)節(jié)及照明效果觀察。關鍵參數(shù)如聚光鏡高度、 視場光闌和孔徑光闌對成像質(zhì)量有顯著影響。實驗結果表明,正確的柯勒照明設置可有效提升圖像均勻性、對比度和分辨率。
此外,實驗對比柯勒照明與臨界照明,強調(diào)其在熒光顯微鏡、高分辨率成像等領域的應用優(yōu)勢??吕照彰骷夹g在顯微成像中的廣泛應用,特別是在生物醫(yī)學、材料科學等領域,為高質(zhì)量顯微觀察提供了重要支持。
二、基于寬譜光源(白光)的邁克爾遜干涉實驗: 簡介:本實驗基于邁克爾遜干涉儀,研究寬譜光源(白光)下的光干涉現(xiàn)象及其在光學測量中的應用。邁克爾遜干涉儀利用光的分振幅干涉原理,將光束分成兩束并在合束后形成干涉條紋,可用于測量光波長、折射率及光源的相干長度。
實驗目標包括理解干涉儀結構、調(diào)節(jié)白光干涉條紋,觀察干涉現(xiàn)象。實驗過程中,通過調(diào)整反射鏡角度和光路長度,觀察干涉條紋的變化,并記錄條紋間距、相干長度等參數(shù)。
實驗結果表明,在白光照明下,通過測量干涉條紋的變化,可計算出光的相干長度及折射率。實驗驗證了邁克爾遜干涉儀在高精度光學測量中的應用價值,為光學研究提供了重要支持。
三、白光相干長度測量及濾光片對干涉現(xiàn)象影響實驗: 簡介:本實驗利用邁克爾遜干涉儀測量白光的相干長度,并通過不同帶寬的濾光片觀察干涉現(xiàn)象的變化。相干長度是衡量光波保持相干性的距離,受光源的光譜帶寬影響,光譜越窄,相干長度越長,干涉條紋越清晰。
實驗首先通過白光光源進行初始調(diào)節(jié),觀察干涉條紋,并記錄光程差變化下干涉條紋的清晰度,進而測量白光的相干長度。在此基礎上,選取不同帶寬的濾光片(±10nm、± 50nm),分析其對干涉現(xiàn)象的影響。
實驗結果表明,未濾波的白光相干長度較短(約 1 μm),隨著濾光片帶寬的縮小,相干長度顯著增加,干涉條紋更清晰。實驗驗證了相干長度與光譜帶寬的關系,進一步加深了對光相干性的理解,對光學測量及干涉儀的應用具有重要意義。
四、基于白光干涉針對表面輪廓納米級形貌測量實驗: 簡介:本實驗利用白光干涉儀測量分辨率目標板金屬膜層的表面輪廓起伏,并評估其厚度是否在 100nm 附近。白光干涉儀通過寬光譜干涉原理,結合 CCD 相機和計算機分析,能夠高精度測量物體表面的微觀結構。
實驗目標包括理解分辨率目標板的結構,掌握白光干涉儀的工作原理,并通過干涉條紋分析表面輪廓。實驗采用相移法測量干涉相位差,結合相位展開技術,恢復完整的相位分布,從而計算表面輪廓的高度變化。
實驗過程包括儀器調(diào)試、光源調(diào)整、干涉條紋采集與計算機分析。實驗結果顯示,分辨率目標板的表面輪廓起伏可通過干涉條紋的變化精確測量,并能生成3D表面形貌圖。實驗驗證了白光干涉技術在微納結構測量中的高分辨率特性,為光學檢測與表面計量提供了重要支持。
五、全場時域光學相干層析成像實驗: 簡介:本實驗研究全場時域光學相干層析成像(FF-OCT)技術,探討其工作原理及實驗實現(xiàn)。FF-OCT采用低相干光源和邁克爾遜干涉儀結構,通過測量生物組織反射光的振幅和相位信息,獲取樣品的高分辨率內(nèi)部結構。
實驗目標包括理解FF-OCT的基本原理,學習搭建光路并調(diào)節(jié)干涉條紋,掌握四步相移法進行相位調(diào)制,并通過改變參考臂光程獲取不同深度的層析信息。實驗采用寬帶低相干光源,利用相移法濾除背景噪聲,并通過計算機解析干涉信號以重建樣品內(nèi)部結構。
實驗結果表明,F(xiàn)F-OCT 能夠高效獲取樣品不同深度的層析信息,并提供高分辨率成像。通過調(diào)節(jié)光程差,可選擇性探測不同層面結構。實驗驗證了FF-OCT在生物醫(yī)學成像中的應用價值,為光學相干斷層成像(OCT)技術的發(fā)展提供了實踐支持。
六、全場時域光學相干層析成像中分辨率對比與焦面補償實驗: 簡介:本實驗研究全場時域光學相干層析成像(FF-TD-OCT)中的分辨率特性及焦面補償方 法。FF-TD-OCT 采用 Linnik 型干涉結構,結合高孔徑物鏡,實現(xiàn)高分辨率成像。通過四步相移法提取層析圖像,并分析焦面與相干面的匹配對成像質(zhì)量的影響。
實驗目標包括掌握 FF-OCT 系統(tǒng)的光路搭建,利用四步移相法提取特定深度層析圖像, 并研究焦面與相干面的對準對分辨率的優(yōu)化。實驗采用寬帶低相干光源,計算橫向和縱向分辨率,并通過光程補償調(diào)整焦面位置,使成像質(zhì)量達到最佳。
實驗結果表明,焦面與相干面匹配后,OCT斷層圖像的分辨率顯著提高。橫向分辨率受物鏡數(shù)值孔徑影響,縱向分辨率由光源帶寬決定。實驗驗證了焦面補償對高精度層析成像的重要性,為生物醫(yī)學和材料科學中的光學測量提供了優(yōu)化方案。
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