【摘要】：海洋在地球生態(tài)系統(tǒng)平衡與調(diào)節(jié)的過程中有著不可替代的作用,其中海洋浮游生物研究是海洋科學(xué)研究的重要課題。浮游生物是一個(gè)復(fù)雜、龐大的生物群落,包括動(dòng)物和植物,它們?cè)谏鹪础⑿禄虬l(fā)現(xiàn)、新藥品研制、環(huán)境保護(hù)和全球氣候變化等多方面有著重要的研究意義,逐漸成為海洋研究的熱點(diǎn)話題之一。數(shù)字全息顯微技術(shù)是數(shù)字全息與顯微成像技術(shù)相結(jié)合而形成的一種探測(cè)技術(shù),它發(fā)揮了數(shù)字全息景深大、無干擾、無破壞的探測(cè)特點(diǎn),又結(jié)合了顯微物鏡的放大特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)較小尺寸的浮游生物進(jìn)行探測(cè)。本文設(shè)計(jì)的同軸數(shù)字全息顯微Digital In-line Holographic Microscopy(DIHM)探測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)浮游生物的光場(chǎng)獲取。在不同景深對(duì)圖像進(jìn)行再現(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果既可以得到單一浮游生物的清晰圖像,也可以獲得一定水體內(nèi)浮游生物在海水中的分布情況。實(shí)驗(yàn)可以觀察到橈足類,夜光蟲以及各種藻類的形態(tài)信息,結(jié)果表明數(shù)字全息顯微系統(tǒng)是一種適合海洋原位探測(cè)的浮游生物研究的有效方法。論文設(shè)計(jì)并完成了水下浮游生物激光全息探測(cè)系統(tǒng)的制作。該系統(tǒng)由光源艙和接收艙兩部分組成,兩艙體后端尾部有電纜相連,供電電池位于光源艙內(nèi),為兩個(gè)艙體提供電能,光源艙主要作用是產(chǎn)生平行光照亮待測(cè)水體：接收艙為顯微放大單元和圖像記錄存儲(chǔ)單元,通過CCD采集圖像,并與PC104進(jìn)行通信,完成圖像的存儲(chǔ)。制作完成的艙體L1340mmXW156mmXH156mm,能夠在水下200m工作,通過耐壓測(cè)試、密封性測(cè)試以及淺海探測(cè)實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)樣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水下浮游生物的探測(cè)。本文通過對(duì)數(shù)字同軸全息顯微系統(tǒng)的介紹和在海洋浮游生物成像實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,完成了水下儀器的制作,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得系統(tǒng)的分辨率可以達(dá)到7.8μm,景深可以達(dá)到10mm,在相同放大率的情況下,景深優(yōu)于一般光學(xué)顯微鏡指標(biāo)。該系統(tǒng)可以同時(shí)保證在足夠的放大倍率下獲得較大景深,并且系統(tǒng)分辨率滿足浮游動(dòng)物和浮游植物的探測(cè)需求。經(jīng)過淺水實(shí)地探測(cè)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)水體擾動(dòng)、環(huán)境光、孿生像以及零級(jí)像的存在都會(huì)對(duì)圖像像質(zhì)產(chǎn)生干擾,實(shí)際海洋情況更為復(fù)雜多變,還需要開展針對(duì)水下浮游生物數(shù)字全息探測(cè)的噪聲降低和濾波方法進(jìn)行研究,以及消除零級(jí)像和孿生像的研究。考慮到以后的實(shí)用性問題,儀器的小型化顯得尤為重要,在不改變儀器水下探測(cè)功能的基礎(chǔ)上,需要對(duì)儀器進(jìn)一步簡(jiǎn)化。同時(shí)在現(xiàn)有同軸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,希望能夠?qū)崿F(xiàn)離軸數(shù)字全息顯微系統(tǒng)的儀器化和集成化。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q178;O438.1

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本文編號(hào)：2584216