生物學、醫(yī)學的發(fā)展對光學顯微成像有了越來越高的要求,其中,分辨率的提升是一個熱點方向。由于衍射極限的存在,遠場光學成像的分辨率一直限制在半個波長左右。近年來基于熒光非線性技術(shù)的超分辨方法突破了衍射極限實現(xiàn)了納米量級的分辨率,但這些技術(shù)需要特殊染料標記,成像速度慢,光毒性性強的特點大大限制了這些方法的應(yīng)用。多角度照明技術(shù)是一種寬場照明技術(shù),其提高分辨率的方法在于對樣品的頻譜進行空間調(diào)制,適用于散射特性成像、折射率特性成像乃至熒光特性成像。多角度照明超分辨技術(shù)具有成像速度快,樣品損傷小,結(jié)果信噪比好的優(yōu)勢,越來越受到顯微領(lǐng)域的重視。本論文針對樣品特性設(shè)計搭建了多套多角度照明顯微系統(tǒng),實現(xiàn)了超分辨成像的效果。主要工作及創(chuàng)新點如下:（1）針對傳統(tǒng)全內(nèi)反射熒光顯微成像中照明不均勻的問題,提出了一種環(huán)形掃描全內(nèi)反射熒光成像方法,提高了圖像信噪比;在全反射角度照明范圍內(nèi),對照明角度進行細分實現(xiàn)了 z軸方向50nm的分辨率;將環(huán)形掃描全內(nèi)反射方法運用到非熒光樣品成像中,圖像的分辨率提高一倍。（2）針對傳統(tǒng)相位成像技術(shù)三維分辨率低的問題,提出了一種純相位的多角度光場合成成像方法,將散射介質(zhì)成像擴頻理論運... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 顯微領(lǐng)域的探索
    1.2 基于時空調(diào)制的超分辨方法
        1.2.1 基于空間調(diào)制的超分辨信息獲取
        1.2.2 基于時間調(diào)制的超分辨信息獲取
        1.2.3 多角度照明顯微技術(shù)
    1.3 基于相位分布的顯微方法
    1.4 現(xiàn)有顯微技術(shù)的局限
    1.5 本論文的研究內(nèi)容
        1.5.1 本論文的研究內(nèi)容
        1.5.2 本論文的組織結(jié)構(gòu)
        1.5.3 本論文的創(chuàng)新點
    1.6 本章小結(jié)
2 全反射照明下的多角度系統(tǒng)成像
    2.1 研究背景
    2.2 Ring-tirf系統(tǒng)搭建及控制
        2.2.1 系統(tǒng)搭建
        2.2.2 控制軟件
    2.3 結(jié)果與分析
    2.4 透射式Ring-tirf系統(tǒng)
    2.5 光場重構(gòu)
        2.5.1 熒光三維重構(gòu)
        2.5.2 散射場重構(gòu)
    2.6 本章小結(jié)
3 多角度相位光場合成成像
    3.1 研究背景
    3.2 系統(tǒng)及控制方法
        3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 控制算法
    3.3 相位光場重構(gòu)原理
        3.3.1 物理模型
        3.3.2 單角度相位光場
        3.3.3 全光場重構(gòu)
    3.4 結(jié)果與分析
        3.4.1 二氧化硅微球樣品結(jié)果
        3.4.2 生物細胞觀察結(jié)果
        3.4.3 全息三維應(yīng)用
    3.5 本章小結(jié)
4 多角度折射率三維成像
    4.1 研究背景
    4.2 可控層析相位顯微系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制
        4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.2 控制結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.3 層析相位顯微系統(tǒng)重構(gòu)原理
    4.4 結(jié)果與分析
        4.4.1 干涉條紋分析
        4.4.2 三維折射率重構(gòu)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
5 多角度共軸干涉折射率三維成像
    5.1 研究背景
    5.2 共軸干涉層析相位顯微系統(tǒng)及控制
        5.2.1 原理結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.2.2 器件選擇說明
        5.2.3 系統(tǒng)立式搭建
    5.3 控制及軟件系統(tǒng)
        5.3.1 控制算法
        5.3.2 控制軟件系統(tǒng)
    5.4 系統(tǒng)誤差及優(yōu)化
        5.4.1 干涉傾角影響
        5.4.2 移相誤差影響
        5.4.3 背景噪聲濾波
    5.5 結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
6 熒光樣品類多角度照明顯微方法
    6.1 研究背景
    6.2 多角度照明信息獲取
    6.3 Fourier Ptychography重構(gòu)算法
    6.4 多角度信息合成與優(yōu)化
        6.4.1 Fourier面合成
        6.4.2 FP優(yōu)化
    6.5 實驗結(jié)果
    6.6 更密結(jié)構(gòu)光照明模擬
    6.7 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間成果
作者簡歷



本文編號：3163616