Systems and methods for phase measurements

Details Systems and methods for phase measurements Systems and methods for phase measurements

G - Physics

01

N

G01N 21/45 (2006.01)

Patent

CA 2529942

Preferred embodiments of the present invention are directed to systems for phase measurement which address the problem of phase noise using combinations of a number of strategies including, but not limited to, common-path interferometry, phase referencing, active stabilization and differential measurement. Embodiment are directed to optical devices for imaging small biological objects with light. These embodiments can be applied to the fields of, for example, cellular physiology and neuroscience. These preferred embodiments are based on principles of phase measurements and imaging technologies. The scientific motivation for using phase measurements and imaging technologies is derived from, for example, cellular biology at the sub- micron level which can include, without limitation, imaging origins of dysplasia, cellular communication, neuronal transmission and implementation of the genetic code. The structure and dynamics of sub-cellular constituents cannot be currently studied in their native state using the existing methods and technologies including, for example, x-ray and neutron scattering. In contrast, light based techniques with nanometer resolution enable the cellular machinery to be studied in its native state. Thus, preferred embodiments of the present invention include systems based on principles of interferometry and/or phase measurements and are used to study cellular physiology. These systems include principles of low coherence interferometry (LCI) using optical interferometers to measure phase, or light scattering spectroscopy (LSS) wherein interference within the cellular components themselves is used, or in the alternative the principles of LCI and LSS can be combined to result in systems of the present invention

Des modes de réalisation préférés de cette invention portent sur des systèmes de mesures de phases qui ont pour but de résoudre le problème de bruit de phase au moyen de combinaisons d'un certain nombre de stratégies, en autres, l'interférométrie à trajet commun, le référençage de phase, la stabilisation active et la mesure différentielle. L'invention porte sur des dispositifs optiques d'imagerie de petits objets biologiques avec de la lumière et les modes de réalisation peuvent être appliqués sur des champs de, par exemple, physiologie cellulaire et neuroscience. Ces modes de réalisation préférés s'inspirent de principes de mesures de phase et de technologies d'imagerie. La motivation scientifique pour l'utilisation de mesures de phase et les technologie d'imagerie tient, par exemple, de la biologie cellulaire au niveau submicronique qui peut comprendre, entre autres, les origines de la dysplasie par imagerie, la communication cellulaire, la transmission cérébrale et la mise en oeuvre du code génétique. La structure et la dynamique des constituants sous-cellulaires ne peuvent être étudiées actuellement à leur état pur au moyen de procédés existants et de technologies existantes y compris, par exemple, les rayons x et la diffusion de neutrons. Au contraire, les techniques utilisant la lumière à résolution nanométrique permettent l'analyse des mécanismes cellulaires à leur état pur. Ainsi, la présente invention concerne ces systèmes s'inspirant de principes de l'interférométrie et/ou de mesures de phase que l'on utilise pour analyser la physiologie cellulaire. Ces systèmes comprennent des principes d'interférométrie à faible cohérence (LCI) utilisant des interféromètres optiques afin de mesurer la phase ou de spectroscopie à diffusion lumineuse (LSS), dans laquelle l'interférence entre les composants cellulaires est utilisée, ou selon une variante, les principes de LCI et LSS peuvent être combinés pour obtenir des systèmes de cette invention.

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