黄妙娜 黄佐华 肖国辉 蔡文鑫 雷水玉 华南师范大学 相板的制作及其在相衬法实验中的应用 黄妙娜 黄佐华 肖国辉 蔡文鑫 雷水玉 华南师范大学 South China Normal University
前言 相衬显微镜及光学相衬法在生物医学样品成像及观察中有广泛的应用，其成像质量的好坏主要受相板性能的影响。目前，相板的制作主要是通过镀膜或光刻等方法实现的，如在玻璃表面镀介质膜或金属膜，但加工过程比较复杂，位相变化不易控制。 采用全息干板，通过控制其曝光时间及冲洗过程，设计、制作了有一定吸收的相板，用于相衬法实验，效果良好。
一、相衬法实验对相板的要求 由相衬原理可知， 1、若直透光相对于衍射光有 位相突变，像平面上的光强分布为： ， 其反衬度为： 1、若直透光相对于衍射光有 位相突变，像平面上的光强分布为： ， 其反衬度为： 2、若使相板有一定吸收，而直透光强度降低至原值的1/N，则像的强度为： ，像的反衬度为： 3、若相板的位相相对于 偏移一微小量 ， 则像的强度为： ， 像反衬度为： 综合上述分析可知：相板有一定吸收及位相存在偏离（相对于 ），不影响像强度与位相的线性关系，仅引起像反衬度的改变。
二、相板的制作过程 相板制作大致过程为：组建实验曝光系统，设计制作点阵小圆孔掩膜板，曝光，冲洗，干燥，除膜，检测，封装。 1：激光器；2：曝光定时器；3：透镜；4：磨砂有机玻璃； 5：毛玻璃片；6：掩膜纸板或金属板（有阵列针孔可透光）； 7：全息干板
三、干板的透过率与曝光时间的关系曲线 由上图可见，当曝光时间控制在2秒与10秒之间时，光强透过率与曝光时间有良好线性关系。
四、相板的位相测量实验系统 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1：激光器；2：小凸透镜；3：针孔滤波器；4：准直镜；5：光栅；6：透镜；7：光阑；8：样品；9：CCD\CMOS
五、双点源干涉测量原理 位相分布
六、相板检测结果及分析 表1 曝光时间为5秒的相板位相检测结果 表2 曝光时间为7秒的相板位相检测结果 相板编号 1 2 3 4 5 6 表1 曝光时间为5秒的相板位相检测结果 相板编号 1 2 3 4 5 6 位相（ ） 1.433 1.295 0.506 0.985 0.870 0.548 标准偏差 0.013 0.021 0.060 0.015 0.027 0.014 表2 曝光时间为7秒的相板位相检测结果 相板编号 1 2 3 4 5 6 7 位相（ ） 0.487 1.011 0.731 0.612 0.679 1.508 1.780 标准偏差 0.039 0.022 0.021 0.030 0.014 0.015
七、相板位相大小二维分布图
八、相衬法实验结果及分析 位相物体选用一半镀有厚度大约为140nm透明ITO膜的玻片 图b 图a
在玻片上用胶水写下的“光”字作为位相物体 图c 图d
结论 1、用全息干板制作相板的实验方案及工艺是可行的，且相板的位相与吸收率可以任意设计。 2、用双点源干涉测量方法得到相板两维位相分布图
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