光片顯微鏡的控制系統(tǒng)及成像系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2023-10-04 01:09
光片顯微成像技術(shù)是近幾年來研究的比較多的一種成像技術(shù)。與現(xiàn)在實驗研究中常用的光學成像手段相比,光片顯微成像技術(shù)的優(yōu)點比較明顯:高對比度、快速成像、低光漂白和光毒性、高時空分辨率等。這些在生命科學研究中,都是必不可少的。與傳統(tǒng)的顯微鏡不同的地方是光片顯微鏡的照明方向和成像方向是分開且相互垂直,這就導致光片系統(tǒng)需要兩個光路:照明光路和探測光路,照明方向上核心器件是振鏡或者柱面鏡,目的是形成光片來對樣品的一個面進行激發(fā)從而產(chǎn)生熒光;探測方向上利用變焦透鏡或者壓電平移臺來進行三維成像。光片顯微鏡是激光掃描顯微系統(tǒng),所以控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分。其定位精度和響應速度等指標對光片系統(tǒng)的測量精度和速度具有重大影響。高斯光由于其光束的特性,在光片成像時會造成成像視場不均勻,所以需要通過無衍射光的照明擴展視場的均勻性。本文從硬件同步控制和軟件界面兩個方面論述了光片顯微成像系統(tǒng);然后通過生物實驗結(jié)果來展示工作的進展,最后在拓展視場方面進行了初探。主要的工作包括以下的內(nèi)容:首先,介紹了實驗室中光片顯微成像系統(tǒng)的整個組成以及控制系統(tǒng)的整體設(shè)計。本文主要是通過x振鏡掃描形成光片,然后利用z振鏡與變焦透鏡的...
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 光片顯微鏡的研究背景及意義
1.1.1 光片顯微成像技術(shù)的背景
1.1.2 光片顯微成像技術(shù)
1.2 光片成像技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 光片顯微成像技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 光片成像技術(shù)掃描控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 光片成像視場拓展的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 光片系統(tǒng)的組成及控制系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1 光片顯微成像系統(tǒng)的組成
2.1.1 光片顯微成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.1.2 光片成像系統(tǒng)
2.2 控制模塊介紹
2.2.1 掃描振鏡
2.2.2 變焦透鏡
2.2.3 探測相機
2.2.4 空間光調(diào)制器
2.2.4.1 貝塞爾光束照明拓展視場原理
2.2.4.2 貝塞爾光束的生成原理
2.2.4.3 空間光調(diào)制器
2.3 本章小結(jié)
第三章 同步控制系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)
3.1 振鏡及ETL的同步
3.2 振鏡與相機的外部觸發(fā)信號的同步
3.3 同步控制小結(jié)
3.4 SLM的控制
3.5 控制軟件的介紹
3.5.1 Microsoft Visual Studio介紹
3.5.2 Qt的介紹
3.5.3 控制軟件使用方法
3.5.4 系統(tǒng)界面的編寫
3.6 本章小結(jié)
第四章 光片顯微系統(tǒng)驗證實驗
4.1 高斯光照明熒光微球雙光子成像
4.1.1 樣品制備
4.1.2 成像視場測試
4.1.2.1 理論成像視場
4.1.2.2 實際成像視場
4.1.3 分辨率測試
4.1.3.1 理論分辨率
4.1.3.2 實際分辨率
4.1.4 理論與實際的對比
4.2 高斯光照明斑馬魚雙光子成像
4.2.1 斑馬魚樣品制備
4.2.2 斑馬魚腦部成像
4.2.3 斑馬魚心臟高速光片成像
4.3 本章小結(jié)
第五章 貝塞爾光束拓展視場的初步研究
5.1 貝塞爾光的生成
5.2貝塞爾光照明成像實驗
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
本文編號:3851014
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 光片顯微鏡的研究背景及意義
1.1.1 光片顯微成像技術(shù)的背景
1.1.2 光片顯微成像技術(shù)
1.2 光片成像技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 光片顯微成像技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 光片成像技術(shù)掃描控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 光片成像視場拓展的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 光片系統(tǒng)的組成及控制系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1 光片顯微成像系統(tǒng)的組成
2.1.1 光片顯微成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.1.2 光片成像系統(tǒng)
2.2 控制模塊介紹
2.2.1 掃描振鏡
2.2.2 變焦透鏡
2.2.3 探測相機
2.2.4 空間光調(diào)制器
2.2.4.1 貝塞爾光束照明拓展視場原理
2.2.4.2 貝塞爾光束的生成原理
2.2.4.3 空間光調(diào)制器
2.3 本章小結(jié)
第三章 同步控制系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)
3.1 振鏡及ETL的同步
3.2 振鏡與相機的外部觸發(fā)信號的同步
3.3 同步控制小結(jié)
3.4 SLM的控制
3.5 控制軟件的介紹
3.5.1 Microsoft Visual Studio介紹
3.5.2 Qt的介紹
3.5.3 控制軟件使用方法
3.5.4 系統(tǒng)界面的編寫
3.6 本章小結(jié)
第四章 光片顯微系統(tǒng)驗證實驗
4.1 高斯光照明熒光微球雙光子成像
4.1.1 樣品制備
4.1.2 成像視場測試
4.1.2.1 理論成像視場
4.1.2.2 實際成像視場
4.1.3 分辨率測試
4.1.3.1 理論分辨率
4.1.3.2 實際分辨率
4.1.4 理論與實際的對比
4.2 高斯光照明斑馬魚雙光子成像
4.2.1 斑馬魚樣品制備
4.2.2 斑馬魚腦部成像
4.2.3 斑馬魚心臟高速光片成像
4.3 本章小結(jié)
第五章 貝塞爾光束拓展視場的初步研究
5.1 貝塞爾光的生成
5.2貝塞爾光照明成像實驗
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
本文編號:3851014
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