本文關(guān)鍵詞：邊緣切趾顯微技術(shù)基礎(chǔ)理論研究

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【摘要】：寬場顯微鏡具有結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),在表面形貌測量、生物醫(yī)學(xué)檢測、地質(zhì)研究等方面都有著重要的應(yīng)用。但這種方法的成像對(duì)比度受到衍射極限的限制,在需要更清晰成像的場合下無法滿足要求。因此本文在寬場顯微鏡和共焦掃描技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了同時(shí)獲得較高的成像對(duì)比度和速度的邊緣切趾方法。本課題主要研究內(nèi)容如下:首先,提出了邊緣切趾顯微技術(shù),建立了該系統(tǒng)的成像模型,并通過在照明和探測系統(tǒng)加入兩個(gè)光學(xué)刀口對(duì)光束進(jìn)行邊緣切趾,從而降低成像信息混疊而提高成像對(duì)比度;在明確兩個(gè)光學(xué)刀口的作用后對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行簡化處理,并通過理論推導(dǎo)從原理上比較了該方法與寬場顯微的成像信息混疊率,得出了前者具有更小的成像信息混疊的結(jié)論。其次,采用線掃描方式實(shí)現(xiàn)邊緣切趾系統(tǒng)的成像整合,并通過對(duì)比階躍強(qiáng)度分布樣品在不同時(shí)刻下的成像結(jié)果,闡述了邊緣切趾系統(tǒng)的掃描成像過程;對(duì)三線條樣品進(jìn)行仿真計(jì)算并考察了不同探測位置對(duì)成像結(jié)果的影響,推斷出可以獲得最高對(duì)比度的探測區(qū)間為靠近過渡帶中心偏向暗場側(cè);再通過對(duì)仿真過程中加入不同分貝的高斯白噪聲分析對(duì)比成像結(jié)果,并判斷出該成像系統(tǒng)可以在10dB功率的噪聲下仍能保持約20%的成像對(duì)比度,從而證明了該方法對(duì)噪聲干擾的穩(wěn)定性。最后,搭建實(shí)驗(yàn)光路并對(duì)分辨率版上的228lp/mm進(jìn)行成像與分析,通過提取不同探測位置的數(shù)據(jù)比較成像結(jié)果,得出在靠近暗場且距離過渡帶中心7.5?m處探測可獲得最高38.94%對(duì)比度的圖像,與同樣條件下寬場顯微鏡的對(duì)比度相比提高了1.77倍。
【關(guān)鍵詞】：顯微成像 邊緣切趾 信息混疊 對(duì)比度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH742
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景和目的8-9
• 1.2 高分辨率光學(xué)顯微鏡研究現(xiàn)狀9-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 寬場顯微成像基礎(chǔ)理論16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 透鏡的菲涅爾衍射模型與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的推導(dǎo)16-19
• 2.3 寬場顯微鏡的成像函數(shù)與分辨率分析19
• 2.4 根據(jù)成像信息混疊程度表征橫向分辨率19-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 邊緣切趾成像模型分析22-36
• 3.1 引言22
• 3.2 邊緣切趾顯微方法概述22-23
• 3.3 邊緣切趾方法的成像模型23-29
• 3.3.1 半視場照明的強(qiáng)度分布與函數(shù)表示23-25
• 3.3.2 中間像面光強(qiáng)分布25-26
• 3.3.3 探測刀口函數(shù)與二次成像函數(shù)26-27
• 3.3.4 邊緣切趾系統(tǒng)的簡化27-29
• 3.4 邊緣切趾提高成像質(zhì)量的原理分析29-35
• 3.4.1 邊緣切趾系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)分析29-31
• 3.4.2 半視場照明下的成像信息混疊分析31-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 邊緣切趾掃描成像分析36-49
• 4.1 引言36
• 4.2 邊緣切趾掃描方式簡述36-37
• 4.3 階躍強(qiáng)度分布樣品一維掃描分析37-43
• 4.3.1 階躍強(qiáng)度分布樣品線掃描成像37-40
• 4.3.2 探測器橫向位置對(duì)掃描成像結(jié)果的影響分析40-42
• 4.3.3 邊緣切趾與寬場成像結(jié)果對(duì)比42-43
• 4.4 三線對(duì)樣品邊緣切趾掃描成像43-48
• 4.4.1 探測位置對(duì)邊緣切趾成像結(jié)果的影響分析43-46
• 4.4.2 寬場成像與邊緣切趾成像的仿真結(jié)果比較46-47
• 4.4.3 噪聲對(duì)仿真結(jié)果的影響研究47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 邊緣切趾成像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 邊緣切趾成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建49-50
• 5.3 分辨率版成像結(jié)果分析50-54
• 5.3.1 探測器橫向位置對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響分析50-53
• 5.3.2 寬場與邊緣切趾法的成像結(jié)果對(duì)比53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)成果60-62
• 致謝62

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