本文關(guān)鍵詞：基于光全息下的相位成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化及相位恢復(fù)方法應(yīng)用研究

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【摘要】：生命有機(jī)體構(gòu)成的最基本單位——細(xì)胞具有復(fù)雜多變的形態(tài)結(jié)構(gòu),為保證生命體正常運(yùn)作其功能亦是形形色色各盡其責(zé)。對(duì)細(xì)胞種類和形態(tài)特征等方面的研究在生命科學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)以及生物能源等領(lǐng)域有著極其重要的地位和價(jià)值。特別是定量相位成像技術(shù),在近十年的發(fā)展中最為突出,該技術(shù)融合了數(shù)字全息、光學(xué)顯微和現(xiàn)代數(shù)字圖像等技術(shù),在生命科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)檢測(cè)方式需要對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記、染色、固定等復(fù)雜處理程序相比,定量相位成像技術(shù)具有無(wú)損傷、無(wú)侵入、無(wú)電離輻射、可實(shí)時(shí)、可定量的特點(diǎn),已作為細(xì)胞檢測(cè)的主要技術(shù)。本文以國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等重大基金項(xiàng)目為依托,閱讀分析了近些年數(shù)字全息相位顯微成像技術(shù)方面的大量文獻(xiàn)資料,較為深入地了解了生物細(xì)胞定量相位成像技術(shù)以及相應(yīng)相位提取方法的特征,在對(duì)各類方法和技術(shù)進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上,提出了一種基于衍射相位顯微技術(shù)的兩步相位成像方法并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明該成像方法不僅擁有傳統(tǒng)衍射相位顯微技術(shù)的穩(wěn)定性,可動(dòng)態(tài)檢測(cè)等優(yōu)勢(shì),適用范圍也得到了拓展。另外,傳統(tǒng)生物細(xì)胞的定量相位信息反映的是細(xì)胞與周圍環(huán)境折射率差和細(xì)胞厚度的乘積,是一個(gè)沿光波傳輸方向的積分整體變化量,并不能真實(shí)有效的反映每一點(diǎn)的情況,表述的僅為二維分布�；诖搜芯楷F(xiàn)狀我們提出了一類雙光束非正交相位顯微一次成像系統(tǒng)及方法,在單次曝光下可同時(shí)采集到不同角度下的兩幅干涉圖,節(jié)約采集時(shí)間,增強(qiáng)相位成像的穩(wěn)定性、精確度和效率,可實(shí)現(xiàn)相位物體雙角度快速相位顯微成像,為相位體最終的三維成像奠定了基礎(chǔ)。相位重建理論優(yōu)化方面,本文針對(duì)傳統(tǒng)相位顯微技術(shù)中噪聲的問題,結(jié)合三步相移干涉法提出了廣義相移下的抗噪聲矩陣p范數(shù)相移確定方法。該方法便于操作,抗噪能力強(qiáng),且運(yùn)算量小,僅需計(jì)算每?jī)煞缮鎴D樣光強(qiáng)差的范數(shù)值,降低了實(shí)驗(yàn)要求。此方法得到了仿真實(shí)驗(yàn)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。另外基于此相位恢復(fù)方法我們?nèi)為2還進(jìn)行了聚苯乙烯小球成像實(shí)驗(yàn),結(jié)果也表明了它的有效性。本文在實(shí)驗(yàn)和理論研究?jī)煞矫娑既〉昧艘欢ǖ倪M(jìn)展,所獲取的研究成果對(duì)生物細(xì)胞形態(tài)分布的三維重建有一定的應(yīng)用價(jià)值,也為細(xì)胞更深入的定量檢測(cè)研究提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;O438.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐媛媛;王亞偉;金衛(wèi)鳳;季穎;張力;張琳琳;;生物細(xì)胞定量相位顯微技術(shù)及相位恢復(fù)方法的新進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2014年02期

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本文編號(hào)：1261072