1.一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,该系统包括数字全息显微光路部分和点阵辅助对焦光路部分;所述数字全息显微光路部分的结构为:LD数字全息光源(O1)依次经过空间针孔准直滤波器、偏振片(P)、第二聚焦透镜(L2)和第一半透半反镜(C1),在经过分光棱镜(BS)时分为物光臂和参考光臂,其中物光臂设置第二显微物镜(OL2),光线经物体样品(S)反射返回分光棱镜(BS);其中参考光臂设置第一滤光片(F1)、第一四分之一波片(QWP1)、第三显微物镜(OL3)和平面反射镜(M),光线被平面反射镜(M)反射回到分光棱镜(BS)合束;合束后光束依次经过第一管镜(TL1)、二向色镜(DM)和第二四分之一波片(QWP2),最后进入偏振相机(X1)干涉成像,得到数字全息图像;所述点阵辅助对焦光路部分的结构为:单色光源(O2)依次经过第三聚焦透镜(L3)、对焦模板(B)和第二管镜(TL2),明场光源(O3)经过第四聚焦透镜(L4)和第二滤光片(F2),两种光束经过第二半透半反镜(C2)汇合,汇合后的光束依次经过分光棱镜(BS)、第二显微物镜(OL2)、物体样品(S)反射回分光棱镜(BS),再经过第一管镜(TL1)后由二向色镜(DM)反射,最终在彩色相机(X2)成像,得到点阵图像和明场彩色图片。
2.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,所述的空间针孔准直滤波器包括第一显微物镜(OL1)、针孔光阑(Z)和第一聚焦透镜(L1),其中所述针孔光阑(Z)位于第一显微物镜(OL1)的后焦点和第一聚焦透镜(L1)的前焦点的交点处。
3.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,运用四分之一波片调整光路中的偏振状态,包括:旋转所述的第一四分之一波片(QWP1)调整其快轴与偏振片偏振方向的夹角;当快轴与偏振片偏振方向的夹角为45°,光束进入参考光臂后两次经过第一四分之一波片(QWP1),光束的线偏振光与物光臂的线偏振光正交;旋转所述的第二四分之一波片(QWP2)调整其快轴方向,当其快轴与偏振方向正交的物光和参考光夹角均呈45°,光束进入偏振相机(X1)分别变为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光;所述偏振相机(X1)同时记录不同偏振方向的多个偏振态,通过干涉成像和偏振相机的多个偏振态解析出物体样品(S)的三维数据。
4.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,旋转所述的偏振片(P)来调整出射光线的线偏振方向和强度,使LD数字全息光源(O1)的光强度最大。
5.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,各所述光源处于不同的波段,具体为:所述LD数字全息光源(O1)为650nm的激光二极管单色光源;所述明场光源(O3)为白色LED光源,单色光源(O2)为绿色LED光源。
6.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,所述的第一滤光片(F1)为650nm±10nm带通滤光片,仅能通过波长在650nm±10nm范围内的光线,吸收其余波段的光线;所述的第二滤光片(F2)为630nm低通滤光片,吸收波长在630nm以上的光线。
7.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,所述的二向色镜(DM)为638nm长波通二向色镜,在光路中斜45°摆放,波长大于638nm的光透射,波长小于638nm的光反射。
8.根据权利要求1所述的一种点阵辅助对焦数字全息显微镜系统,其特征在于,所述第一管镜(TL1)到彩色相机(X2)的距离与第二管镜(TL2)到对焦模板(B)的距离相等。
9.一种利用权利要求1~8中任一项所述的点阵辅助对焦数字全息显微镜系统的全息重建方法,其特征在于,该方法包括:对输入的数字全息图像进行分离相移插值补全和四步相移操作;对输入的点阵图像计算清晰度曲线,得到点阵图像的离焦距离,从而得到最佳逆衍射距离;基于四步相移操作的结果和最佳逆衍射距离进行衍射重构;计算包裹相位,并进行相位解包裹,输出重建结果。
10.根据权利要求9所述的全息重建方法,其特征在于,所述最佳逆衍射距离的获取过程具体为:使用改进灰度方差计算点阵图像的清晰度值,获得清晰度峰值的z坐标,并计算物体样品(S)到焦平面z方向上的距离,以此来确定最佳逆衍射距离。