基于穆勒矩阵的偏振显微镜及其在生物医学领域的应用

摘要

偏振光显微镜可用于观察具有光学各向异性特征的样品，因而在诸多领域都得到广泛应用，例如研究地质岩石和矿物，分析壁画颜料，检验纺织品和生物组织等。在生物医学研究领域，偏振光显微镜能提供比普通光成像更丰富的微观结构信息，是一种有潜力的疾病诊断手段。然而在实际应用中各向异性样品的取向会对偏振测量产生一定影响。最近，我们设计了一种基于穆勒矩阵的全偏振显微镜，其主要依据穆勒矩阵双波片旋转测量方法[1]，通过在普通显微镜上添加起偏和检偏装置零件，利用计算机控制双波片旋转并定时采集图像，最后处理图像获取被观测样品的穆勒矩阵。通过后续对所获偏振图像进行分解、变换等处理，我们可以减少样品取向对偏振测量产生的影响，更有效的获取样品微观结构信息。基于穆勒矩阵的全偏振显微镜具有结构简单，测量快速，精度高等优点，有良好的开发应用前景。文中将详细介绍此种显微镜的原理，计算方法，误差校准，并演示其在生物医学样品的测量结果。