本文關鍵詞：基于空間光調(diào)制器的結構探測共焦橫向超分辨方法研究

  更多相關文章： 共焦顯微系統(tǒng) 橫向分辨率 結構探測方法 空間光調(diào)制器

【摘要】：共焦顯微系統(tǒng)的點探測使其在橫向上產(chǎn)生“1.4倍”的分辨率提高,但實際針孔尺寸不可能無限小。另外,為了滿足信噪比的要求,針孔尺寸越大越好,造成共焦顯微系統(tǒng)橫向分辨率的迅速降低。因此,在實際的共焦顯微系統(tǒng)中,理論值“1.4倍”難以實現(xiàn),如何在有限尺寸探測針孔的共焦顯微系統(tǒng)中提高橫向分辨率是共焦顯微領域諸多學者一直關注的問題。本課題針對上述問題,提出一種基于空間光調(diào)制器的結構探測共焦橫向超分辨方法,在現(xiàn)有結構探測方法上進行改進和突破,實現(xiàn)在大針孔共焦顯微系統(tǒng)中高分辨率、快速成像。主要目的和意義在于:一方面采用結構探測方法實現(xiàn)在大針孔共焦顯微系統(tǒng)中兼顧分辨率與信噪比,并且改進現(xiàn)有結構探測方法中的解調(diào)與重構過程,使結構探測方法的實施更加簡單、易操作;另一方面,采用空間光調(diào)制器實現(xiàn)結構探測過程,避開CCD探測器的限速作用,使系統(tǒng)的探測速度得到有效提高。課題主要內(nèi)容如下:首先,基于共焦顯微系統(tǒng)相干成像理論,對結構探測方法的超分辨原理進行理論驗證。針對結構探測函數(shù)中影響系統(tǒng)分辨率特性的主要參數(shù)進行仿真分析,得到改進的結構探測函數(shù);并從系統(tǒng)點擴散函數(shù)及相干傳遞函數(shù)的角度對結構探測方法超分辨特性進行仿真驗證。其次,基于系統(tǒng)截止頻率及強度點擴散函數(shù)半高全寬的分辨率評價方法,得到了在有限大小探測針孔尺寸的共焦顯微系統(tǒng)中引入結構探測方法后,橫向分辨率可提高到同等大小探測針孔尺寸基本共焦顯微系統(tǒng)的1.8倍,是理想共焦顯微系統(tǒng)分辨率的1.3倍。最后,設計并搭建實驗裝置,進行理論驗證。搭建虛擬結構探測共焦顯微系統(tǒng)實驗裝置,對改進后的結構探測函數(shù)能夠提高系統(tǒng)橫向分辨率的理論正確性進行驗證,并得到虛擬結構探測實驗系統(tǒng)的探測效率。搭建基于空間光調(diào)制器的結構探測共焦顯微系統(tǒng)實驗裝置,分別對系統(tǒng)橫向超分辨特性以及系統(tǒng)探測效率的提高進行實驗驗證。實驗結果表明,本課題提出的基于空間光調(diào)制器的結構探測共焦橫向超分辨方法,在實際的共焦顯微系統(tǒng)中實現(xiàn)了橫向分辨率1.6倍的提高;同時,采用空間光調(diào)制器模擬結構探測函數(shù)分布,將結構探測方法硬件化,相比于虛擬結構探測實驗方法,其有效探測速率提升為33倍。
【關鍵詞】：共焦顯微系統(tǒng) 橫向分辨率 結構探測方法 空間光調(diào)制器
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH742
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析9-17
• 1.2.1 結構探測超分辨方法的研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.2 液晶空間光調(diào)制器的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 結構探測共焦超分辨方法的原理分析19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 共焦顯微系統(tǒng)相干成像理論19-27
• 2.2.1 薄透鏡的相干成像理論20-22
• 2.2.2 共焦顯微系統(tǒng)相干成像原理分析22-23
• 2.2.3 共焦顯微系統(tǒng)相干傳遞函數(shù)23-24
• 2.2.4 共焦顯微系統(tǒng)針孔對分辨率的影響24-27
• 2.3 結構探測共焦顯微超分辨原理分析27-35
• 2.3.1 結構探測共焦顯微系統(tǒng)的點擴散函數(shù)28-29
• 2.3.2 結構探測共焦顯微系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)29-32
• 2.3.3 影響結構探測共焦超分辨特性的主要參數(shù)分析32-35
• 2.3.3.1 探測針孔大小對系統(tǒng)特性的影響32-34
• 2.3.3.2 結構探測函數(shù)的直流偏置對結構探測特性的影響34
• 2.3.3.3 結構探測函數(shù)的頻率對結構探測特性的影響34-35
• 2.4 本章小結35-36
• 第3章 分辨率評價方法及空間光調(diào)制器的基本原理36-45
• 3.1 引言36
• 3.2 相干成像系統(tǒng)的分辨率評價36-40
• 3.2.1 截止頻率評價方法36-37
• 3.2.2 兩點分辨評價方法37-39
• 3.2.3 半高全寬評價方法39-40
• 3.2.4 系統(tǒng)分辨率評價方法小結40
• 3.3 液晶空間光調(diào)制器的調(diào)制原理40-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第4章 實驗系統(tǒng)設計與驗證45-76
• 4.1 引言45-49
• 4.1.1 系統(tǒng)控制程序45-47
• 4.1.2 關鍵實驗器件47-48
• 4.1.3 實驗系統(tǒng)的理論指標48-49
• 4.2 基本共焦掃描顯微系統(tǒng)實驗49-53
• 4.2.1 實驗系統(tǒng)設計49-50
• 4.2.2 實驗搭建及實驗結果分析50-53
• 4.3 基于CCD的虛擬結構探測共焦超分辨實驗53-60
• 4.3.1 實驗系統(tǒng)設計53-54
• 4.3.2 實驗系統(tǒng)搭建及實驗結果分析54-60
• 4.3.2.1 實驗結果及分析55-59
• 4.3.2.2 虛擬結構探測共焦超分辨實驗結果小結59-60
• 4.4 基于空間光調(diào)制器的結構探測共焦超分辨系統(tǒng)實驗60-75
• 4.4.1 基于SLM的結構探測共焦顯微系統(tǒng)實驗系統(tǒng)設計60
• 4.4.2 空間光調(diào)制器的調(diào)制特性測試60-68
• 4.4.2.1 空間光調(diào)制器的振幅調(diào)制特性測試61-64
• 4.4.2.2 空間光調(diào)制器對艾里斑的調(diào)制效果測試64-67
• 4.4.2.3 空間光調(diào)制器的調(diào)制特性測定實驗小結67-68
• 4.4.3 基于SLM的結構探測共焦顯微實驗系統(tǒng)搭建及實驗結果分析68-75
• 4.4.3.1 實驗系統(tǒng)搭建68-70
• 4.4.3.2 實驗結果及分析70-74
• 4.4.3.3 基于SLM的結構探測共焦超分辨實驗總結74-75
• 4.5 本章小結75-76
• 結論76-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及其它成果81-83
• 致謝83

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1 劉振國;張濤;王健;;振幅型空間光調(diào)制器的設計與實現(xiàn)[J];光學儀器;2012年03期

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3 王小磊;劉向東;張懿;曹星燁;劉旭;;基于微鏡陣列器件的反射式空間光調(diào)制器[J];浙江大學學報(工學版);2008年10期

4 朱錫芳;;LCLV的應用[J];常州工業(yè)技術學院學報;1992年04期

5 王夢遙;潘煒;羅斌;鄒喜華;張偉利;;鐵電液晶基空間光調(diào)制器的灰度響應特性[J];光學精密工程;2007年04期

6 陳捷;梁健;韓冰;馮少彤;聶守平;朱竹青;;基于液晶空間光調(diào)制器的偏振選擇特性研究[J];南京師范大學學報(工程技術版);2012年04期

7 劉淑華;;空間光調(diào)制器[J];光學機械;1978年01期

8 張愛紅,趙恒謙,任新;電光型衍射元件在光學成像系統(tǒng)中的應用[J];光學技術;1993年05期

9 吳蘭;余寧梅;張耀輝;;低噪聲空間光調(diào)制器電流開關網(wǎng)絡結構的研究[J];西安理工大學學報;2008年04期

10 胡文華;李修建;楊建坤;張銳;;BSO基光尋址空間光調(diào)制器電源控制模塊的研制[J];儀器儀表學報;2006年S1期

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1 李艷輝;高岳;;基于空間光調(diào)制器的雙通道光學融合技術的研究[A];光電技術與系統(tǒng)文選——中國光學學會光電技術專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術與系統(tǒng)學術會議論文集[C];2005年

2 馬進;何俊發(fā);王紅霞;;基于空間光調(diào)制器的聯(lián)合變換相關實驗系統(tǒng)的設計[A];2006年全國光電技術學術交流會會議文集（D 光電信息處理技術專題）[C];2006年

3 孔迪;李修建;楊建坤;劉菊;;光尋址空間光調(diào)制器復合膜電極的制備及性能分析[A];光電技術與系統(tǒng)文選——中國光學學會光電技術專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術與系統(tǒng)學術會議論文集[C];2005年

4 馬百恒;姚保利;雷銘;嚴紹輝;郜鵬;閔俊偉;鄭娟娟;但旦;李澤;唐創(chuàng);段_";楊延龍;于湘華;郭榮禮;;利用空間光調(diào)制器動態(tài)相位全息圖產(chǎn)生三維光學結構[A];2011西部光子學學術會議論文摘要集[C];2011年

5 陳君;趙星;方志良;;基于純相位空間光調(diào)制器的復振幅調(diào)制研究[A];中國光學學會2010年光學大會論文集[C];2010年

6 田勁東;鄭劍峰;李東;;一種可以消除黑柵效應的純相位空間光調(diào)制[A];2010中國儀器儀表學術、產(chǎn)業(yè)大會（論文集1）[C];2010年

7 魯開源;何興道;;基于空間光調(diào)制器的灰度掩模制作環(huán)形光柵[A];第十一屆全國光學測試學術討論會論文（摘要集）[C];2006年

8 徐克t，

本文編號：776092