专利示意图

一、技术领域

光学成像技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202311231185.2

发明人：何宏辉、张政、马辉

2.专利说明书摘要

本发明提出一种模块化入射的快速缪勒矩阵测量装置和方法，该装置包括光源、自定义入射起偏模块、超透镜偏振阵列、成像传感器、丝杆直线电机以及处理单元，光源发出的光依次经过自定义入射起偏模块、待测样品和超透镜偏振阵列、成像传感器，丝杆直线电机驱动自定义入射起偏模块直线移动遍历切换模块中各偏振单元进入光路，入射光经过偏振单元后，由超透镜偏振阵列检偏、成像传感器采集，处理单元根据成像传感器采集的图像，利用入射光经自定义入射起偏模块后的斯托克斯张量、图像中的每个超级像素点对应的出射光斯托克斯张量和超透镜偏振阵列的仪器矩阵重建出样品的缪勒矩阵。从而实现更快速、准确的缪勒矩阵偏振成像。

3.创新点

（1）本发明提出的模块化入射快速缪勒矩阵测量方案中，丝杆直线电机的驱动模式使得其拥有比传统偏振成像更短的测量时间（最多只需6秒）；

（2）传统方案中被旋转电机驱动的1/4波片也会造成入射偏振态调制的瞬时误差和累计误差，这可以被偏振态稳定的入射模块线性运动有效规避；

（3）入射模块线性运动方案支持在没有精确电控的条件下直接进行手动简单的偏振测量；

（4）易于组装拆卸的入射模块能够帮助操作人员更简便地获得感兴趣的缪勒矩阵阵元，这种更具有针对性的测量方法在特定的偏振测量任务中可以减少更多的测量时间。

4.痛点问题

（1）主动式缪勒矩阵偏振测量速度普遍较慢；

（2）旋转电机驱动波片造成偏振态调制始终存在偶然误差和累积误差。

5.技术优势

（1）丝杆直线电机调制入射偏振态而带来的更快的缪勒矩阵测量速度；

（2）更易于针对性的进行部分缪勒矩阵偏振测量，减小更多的测量时间；

（3）更有效地规避了传统测量方案中旋转1/4波片抖动而造成的偏振态测量偶然误差和累积误差；

（4）光路装置元件更少、更简洁，更易于便携化、轻便化，更易于量产。

三、产业化信息

1.应用场景

该技术适用于缪勒矩阵偏振测量在离体薄组织（病理切片分析）的前向透射和在体厚组织（内窥检查、皮肤成像）等背向散射场景中的应用。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于偏振检测行业有以下市场价值：

（1）能够实现高时间分辨率的主动式缪勒矩阵偏振成像与测量；

（2）适用于便携化、小型化乃至微型化的医疗偏振成像设备需求；

（3）在无精确电控辅助下的偏振测量应用场景中，本装置可以通过手动机械实现完整测量过程。

3.发展规划

（1）该技术结合正在成熟的全斯托克斯偏振相机技术，未来在保证快速的前提下可实现信息更加全面的缪勒矩阵偏振测量，被广泛应用在生物医学临床应用上；

（2）结合日益成熟的超表面技术，本技术可以实现微型化，从而应用在医用内窥、国防军事、水下探测等众多应用场景中，快速提高我国在偏振测量领域的核心技术水平。

4.合作方式

面议

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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn