發(fā)布時(shí)間：2021-08-16 13:35

　　數(shù)字全息,作為一種光學(xué)成像技術(shù),具有對物波波前的復(fù)振幅（特別是相位信息）進(jìn)行定量成像和測量的獨(dú)特優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域。近來,在傳統(tǒng)離軸數(shù)字全息和同軸數(shù)字全息的基礎(chǔ)上,發(fā)展出微離軸數(shù)字全息以及共路離軸數(shù)字全息。微離軸數(shù)字全息與傳統(tǒng)的離軸數(shù)字全息（如基于馬赫-曾德或邁克爾遜干涉儀的離軸數(shù)字全息）相比,具有需要圖像傳感器帶寬更小的優(yōu)勢,并且與傳統(tǒng)的同軸數(shù)字全息相比,其需要測量量更少。共路離軸數(shù)字全息,相較于傳統(tǒng)的離軸數(shù)字全息光路結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,對機(jī)械振動(dòng)和空氣擾動(dòng)的抗干擾能力更強(qiáng),所需光學(xué)元件更少,已被廣泛應(yīng)用于定量相位成像等領(lǐng)域。本論文主要針對基于數(shù)字全息的定量相位顯微成像技術(shù),特別是微離軸數(shù)字全息和共路離軸數(shù)字全息以及基于共路離軸數(shù)字全息的定量偏振顯微成像技術(shù),開展了理論和實(shí)驗(yàn)研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:1.第一章綜述了基于數(shù)字全息的相位顯微成像技術(shù)的歷史背景和研究進(jìn)展。主要介紹了離軸全息成像技術(shù)以及同軸全息成像技術(shù)的研究進(jìn)展,并介紹了近幾年發(fā)展起來的微離軸全息成像技術(shù)和共路離軸全息成像技術(shù)。2.第二章對數(shù)字全息技術(shù)進(jìn)行了基本的理論分析。簡要介紹了全息成像的... 

【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

相稱顯微鏡的工作原理示意圖

山東師范大學(xué)博士學(xué)位論文3圖1-2微分干涉差顯微鏡的光路原理圖[5]盡管相襯顯微術(shù)及其衍生技術(shù)（如微分干涉差顯微技術(shù)）能夠?qū)⒂直∮滞该鞯纳飿悠返南辔晦D(zhuǎn)化成強(qiáng)度進(jìn)行觀察，但是傳統(tǒng)的相位成像技術(shù)中強(qiáng)度與相位之間的分布呈非線性關(guān)系，致使其只能用于定性分析，不能用于定量測量物體折射率的相位分布信息。1.3定量相位顯微成像技術(shù)的研究對于一束單色光波，其光場可以表示為：Ex,yAx,yexpix,y(1.1)上式（1.1）中，Ax,y為光波的振幅，x,y為光波的相位。當(dāng)光波通過觀測的生物細(xì)胞或者組織為薄且透明時(shí)，光波的波長和振幅并不會(huì)有明顯的改變，因此在使用傳統(tǒng)的顯微鏡對其進(jìn)行觀察時(shí)，無法對物體實(shí)現(xiàn)清晰的成像和觀察。下圖1-3為測量傳統(tǒng)光強(qiáng)度的示意圖，該方法只能對光強(qiáng)度進(jìn)行成像，例如：典型的光學(xué)相機(jī)。通常，數(shù)字成像器件由于其相應(yīng)速度遠(yuǎn)低于光波的頻率，因此其只能測量時(shí)間平均信號(hào)，即強(qiáng)度�；趶�(qiáng)度的光學(xué)成像系統(tǒng)，包括照相相機(jī)，甚至人眼，只能用來滿足宏觀世界的日常生活。圖1-3光強(qiáng)度成像示意圖

山東師范大學(xué)博士學(xué)位論文3圖1-2微分干涉差顯微鏡的光路原理圖[5]盡管相襯顯微術(shù)及其衍生技術(shù)（如微分干涉差顯微技術(shù)）能夠?qū)⒂直∮滞该鞯纳飿悠返南辔晦D(zhuǎn)化成強(qiáng)度進(jìn)行觀察，但是傳統(tǒng)的相位成像技術(shù)中強(qiáng)度與相位之間的分布呈非線性關(guān)系，致使其只能用于定性分析，不能用于定量測量物體折射率的相位分布信息。1.3定量相位顯微成像技術(shù)的研究對于一束單色光波，其光場可以表示為：Ex,yAx,yexpix,y(1.1)上式（1.1）中，Ax,y為光波的振幅，x,y為光波的相位。當(dāng)光波通過觀測的生物細(xì)胞或者組織為薄且透明時(shí)，光波的波長和振幅并不會(huì)有明顯的改變，因此在使用傳統(tǒng)的顯微鏡對其進(jìn)行觀察時(shí)，無法對物體實(shí)現(xiàn)清晰的成像和觀察。下圖1-3為測量傳統(tǒng)光強(qiáng)度的示意圖，該方法只能對光強(qiáng)度進(jìn)行成像，例如：典型的光學(xué)相機(jī)。通常，數(shù)字成像器件由于其相應(yīng)速度遠(yuǎn)低于光波的頻率，因此其只能測量時(shí)間平均信號(hào)，即強(qiáng)度�；趶�(qiáng)度的光學(xué)成像系統(tǒng)，包括照相相機(jī)，甚至人眼，只能用來滿足宏觀世界的日常生活。圖1-3光強(qiáng)度成像示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]均勻球面波數(shù)字同軸全息生物顯微方法[J]. 田鵬,嚴(yán)偉,李凡星,楊帆,吳云飛,何渝.  光電工程. 2019(01)
[2]基于數(shù)字全息顯微的海洋浮游生物三維形貌快速重建方法研究[J]. 王添,于佳,郭卜瑜,劉惠萍,王姣姣,王金城.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]LED同軸數(shù)字全息顯微浮游生物原位探測系統(tǒng)[J]. 許文彬,郭卜瑜,侯蕊.  光學(xué)技術(shù). 2018(04)
[4]非相干同軸數(shù)字全息顯微成像研究[J]. 劉亞飛,石俠,朱五鳳,杜艷麗,弓巧俠,郭茂田,梁二軍,馬鳳英.  光電子·激光. 2016(12)
[5]全息顯微技術(shù)助力水質(zhì)保護(hù)[J]. 鄭秀亮,陳惠陸.  環(huán)境. 2016(11)
[6]Twin-image problem in digital holography—a survey（Invited Paper）[J]. Elena Stoykova,Hoonjong Kang,Jiyung Park.  Chinese Optics Letters. 2014(06)
[7]水下微生物的三維數(shù)字全息探測[J]. 劉惠萍,于佳,王添,楊宇,王金城.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(02)
[8]老鼠大腦海馬區(qū)神經(jīng)元活細(xì)胞的數(shù)字全息相襯成像實(shí)驗(yàn)研究[J]. 歐陽麗婷,王大勇,趙潔,王云新,何其華.  中國激光. 2013(09)
[9]同態(tài)濾波法抑制離軸數(shù)字全息零級項(xiàng)[J]. 楊勇,薛東旭,蓋琦,吳永麗,馬忠洪.  光學(xué)精密工程. 2012(09)
[10]數(shù)字全息顯微定量相位成像的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 馬利紅,王輝,金洪震,李勇.  中國激光. 2012(03)

碩士論文
[1]共路離軸偏振數(shù)字全息及其應(yīng)用[D]. 韓璐.山東師范大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3345768