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

  更多相關(guān)文章： 生物細胞 相位顯微成像 相位恢復 非正交 矩陣范數(shù)

【摘要】：生命有機體構(gòu)成的最基本單位——細胞具有復雜多變的形態(tài)結(jié)構(gòu),為保證生命體正常運作其功能亦是形形色色各盡其責。對細胞種類和形態(tài)特征等方面的研究在生命科學、現(xiàn)代醫(yī)學以及生物能源等領(lǐng)域有著極其重要的地位和價值。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、光學顯微和現(xiàn)代數(shù)字圖像等技術(shù),在生命科學等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)檢測方式需要對樣品進行標記、染色、固定等復雜處理程序相比,定量相位成像技術(shù)具有無損傷、無侵入、無電離輻射、可實時、可定量的特點,已作為細胞檢測的主要技術(shù)。本文以國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等重大基金項目為依托,閱讀分析了近些年數(shù)字全息相位顯微成像技術(shù)方面的大量文獻資料,較為深入地了解了生物細胞定量相位成像技術(shù)以及相應(yīng)相位提取方法的特征,在對各類方法和技術(shù)進行比較分析的基礎(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行了實驗驗證。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,可動態(tài)檢測等優(yōu)勢,適用范圍也得到了拓展。另外,傳統(tǒng)生物細胞的定量相位信息反映的是細胞與周圍環(huán)境折射率差和細胞厚度的乘積,是一個沿光波傳輸方向的積分整體變化量,并不能真實有效的反映每一點的情況,表述的僅為二維分布。基于此研究現(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采集到不同角度下的兩幅干涉圖,節(jié)約采集時間,增強相位成像的穩(wěn)定性、精確度和效率,可實現(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,且運算量小,僅需計算每兩幅干涉圖樣光強差的范數(shù)值,降低了實驗要求。此方法得到了仿真實驗和光學實驗的驗證。另外基于此相位恢復方法我們?nèi)為2還進行了聚苯乙烯小球成像實驗,結(jié)果也表明了它的有效性。本文在實驗和理論研究兩方面都取得了一定的進展,所獲取的研究成果對生物細胞形態(tài)分布的三維重建有一定的應(yīng)用價值,也為細胞更深入的定量檢測研究提供了參考。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;O438.1

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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

，

本文編號：1261072