Interference microscopy is a powerful optical imaging technique providing quantitative phase distribution information to characterize various type technical and biomedical objects. Static and dynamic objects and processes can be investigated. In this paper we propose very compact, common-path and partially coherent diffraction grating-based interference microscopy system for studying small objects like single cells with low densities being sparsely distributed in the field of view. Simple binary amplitude diffraction grating is the only additional element to be introduced into a conventional microscope optical system. By placing it at a proper distance in front of the microscope image plane the total-shear operation mode is deployed resulting in interferograms of the object-reference beam type. Depending on the grating to image plane separation distance two or three-beam interferograms are generated. The latter ones are advantageous since they contain achromatic second harmonics in the interferogram intensity distributions. This feature enables to use reduced temporal coherence light sources for the microscope to reduce coherent noise and parasitic interference patterns. For this purpose we employ the laser diode with driving current below the threshold one. Results of conducted experiments including automatic computer processing of interferograms fully corroborate analytical description of the proposed method and illustrate its capabilities for studying static and dynamic phase objects.

中文翻译：

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光栅部署的总剪切三光束干涉显微镜，降低了时间相干性

干涉显微镜是一种强大的光学成像技术，可提供定量的相位分布信息，以表征各种类型的技术和生物医学对象。可以研究静态和动态的对象和过程。在本文中，我们提出了一种非常紧凑的，基于公共路径且部分相干的基于衍射光栅的干涉显微镜系统，用于研究视域中稀疏分布的诸如低密度单细胞的小物体。简单的二进制振幅衍射光栅是要引入常规显微镜光学系统的唯一附加元件。通过将其放置在显微镜图像平面前面适当的距离，可以采用全剪切操作模式，从而产生物体参考光束类型的干涉图。根据光栅到像面的分离距离，生成两个或三个光束的干涉图。后者是有利的，因为它们在干涉图强度分布中包含消色差二次谐波。此功能使显微镜可以使用减少的时间相干光源，以减少相干噪声和寄生干涉图样。为此，我们使用激光二极管，其驱动电流低于阈值一。进行的实验结果（包括干涉图的自动计算机处理）充分证实了所提出方法的分析描述，并说明了其研究静态和动态相位对象的能力。后者是有利的，因为它们在干涉图强度分布中包含消色差二次谐波。此功能使显微镜可以使用减少的时间相干光源，以减少相干噪声和寄生干涉图样。为此，我们使用激光二极管，其驱动电流低于阈值一。进行的实验结果（包括干涉图的自动计算机处理）充分证实了所提出方法的分析描述，并说明了其研究静态和动态相位对象的能力。后者是有利的，因为它们在干涉图强度分布中包含消色差二次谐波。此功能使显微镜可以使用减少的时间相干光源，以减少相干噪声和寄生干涉图样。为此，我们使用激光二极管，其驱动电流低于阈值一。进行的实验结果（包括干涉图的自动计算机处理）完全证实了该方法的分析描述，并说明了其研究静态和动态相位对象的能力。为此，我们使用激光二极管，其驱动电流低于阈值一。进行的实验结果（包括干涉图的自动计算机处理）完全证实了该方法的分析描述，并说明了其研究静态和动态相位对象的能力。为此，我们使用激光二极管，其驱动电流低于阈值一。进行的实验结果（包括干涉图的自动计算机处理）完全证实了该方法的分析描述，并说明了其研究静态和动态相位对象的能力。