【摘要】：光學(xué)衍射極限將常規(guī)光學(xué)顯微術(shù)的分辨率限制在230納米左右,其無法滿足納米尺度觀測的需求。雖然電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等相關(guān)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)納米量級分辨率的觀測,但是這些技術(shù)或者利用了短的波長,或者基于近場探測方法,并沒有在根本上突破衍射極限.而且這些方法還有真空、高輻照、導(dǎo)電性樣品等限制,無法完成對樣品的內(nèi)部觀測或無損觀測。因此,突破光學(xué)的衍射極限,對納米光學(xué)和生命科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展具有重大意義。近年來,隨著熒光超分辨顯微技術(shù)的不斷發(fā)展,打破衍射極限從而提升分辨率已經(jīng)不再是研究人員和應(yīng)用工程師的唯一重點(diǎn),對顯微技術(shù)及相關(guān)儀器的綜合性能提升已經(jīng)成為新的研究方向。這其中包括超分辨系統(tǒng)的成像速度的提升、超分辨維度的擴(kuò)展、抗漂白性能的提高等等。本文根據(jù)矢量光場調(diào)控理論和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)工程技術(shù),將熒光差分超分辨顯微術(shù)擴(kuò)展至三維,在縱向場上打破衍射極限,提高了軸向分辨率;并提出了一種提高熒光差分顯微術(shù)成像質(zhì)量的方法,該方法在一定程度上還可以改善飽和熒光差分顯微術(shù)光漂白現(xiàn)象和光毒性問題。另外,基于“并行”設(shè)計思路,提出了結(jié)構(gòu)光照明的寬場熒光差分超分辨顯微術(shù),并研究比較了幾種基于并行探測的超分辨顯微方法。本文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)包括:第一章,介紹了本文的研究背景,包括顯微鏡的發(fā)展歷史,超分辨技術(shù)的發(fā)展,以及相關(guān)商用儀器現(xiàn)狀,特別是國內(nèi)相關(guān)儀器的研究動態(tài)。第二章,主要介紹了本課題的相關(guān)基礎(chǔ)研究,包括共聚焦理論的介紹,以及四色共聚焦顯微鏡和熒光差分顯微鏡商用儀器樣機(jī)的研制。第三章,為本文的第一創(chuàng)新點(diǎn)。提出3D熒光差分顯微技術(shù),述了其機(jī)理、系統(tǒng)原理及儀器化樣機(jī)的研制。第四章,主要提出了一種基于上述系統(tǒng)的新的二維熒光差分顯微術(shù)成像方法解決了傳統(tǒng)方法中負(fù)值失真的問題。第五章,為本文的第三創(chuàng)新點(diǎn),提出了一種并行照明的寬場熒光差分顯微術(shù),提高了傳統(tǒng)FED的成像速度,描述了其機(jī)理及實(shí)現(xiàn)方法。第六章,研究比較了幾種基于共焦系統(tǒng)及并行探測熒光顯微技術(shù),討論了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。最后一章,對本課題的研究工作進(jìn)行總結(jié),并指出了未來可能的優(yōu)化方案和擴(kuò)展本課題研究的工作方向。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH742
【圖文】：

．２羅伯特虎克的顯微鏡與他觀察到的在生物醫(yī)學(xué)研究中的重要作用，能。１７０３年設(shè)計，荷蘭人惠更一惠更斯目鏡。惠更斯目鏡具。加上其簡單的結(jié)構(gòu)，惠更斯目仍在生產(chǎn)使用。逡逑

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本文編號：2734391