【摘要】：眼睛是人類重要的器官,一方面它可以從外界獲取信息,另一方面它可以將人體自身的健康狀態(tài)傳遞給外界。將自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于活體人眼成像后,可以得到視網(wǎng)膜的高分辨率圖像。進(jìn)一步提高圖像分辨率得到視網(wǎng)膜上的更多信息,對(duì)于相關(guān)疾病的預(yù)防和治療有著重大的醫(yī)學(xué)意義。光瞳濾波器對(duì)主瓣寬度的減小以及共焦顯微鏡的旁瓣抑制特性,為在自適應(yīng)共焦檢眼鏡應(yīng)用瞳面調(diào)制技術(shù)來提高視網(wǎng)膜圖像分辨率提供了可能。本文針對(duì)這一方法,從反射式共焦掃描系統(tǒng)成像理論、瞳面調(diào)制超分辨成像理論、雙光源自適應(yīng)共焦檢眼鏡的設(shè)計(jì)、相位調(diào)制超分辨成像實(shí)驗(yàn)研究等多個(gè)方面開展工作,最終實(shí)現(xiàn)了瞳面調(diào)制技術(shù)在活體人眼視網(wǎng)膜成像中的應(yīng)用,并在此基礎(chǔ)上對(duì)暗場成像進(jìn)行了初步的研究。本文首先以單透鏡成像理論為數(shù)值仿真的基礎(chǔ),推導(dǎo)得到了反射式共焦檢驗(yàn)鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和相干傳遞函數(shù),并分析了針孔尺寸對(duì)于系統(tǒng)三維分辨率和光能利用率的影響。然后對(duì)瞳面調(diào)制超分辨成像理論進(jìn)行了研究,通過分析比較不同光瞳濾波器的超分辨性能,確定了相位濾波器的相應(yīng)參數(shù)。進(jìn)一步計(jì)算分析了二區(qū)相位型光瞳濾波器對(duì)于相干傳遞函數(shù)和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的影響。此外,還研究了光瞳濾波器對(duì)圖像質(zhì)量的影響,以及高斯光束分布對(duì)于相干傳遞函數(shù)的影響。再根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,設(shè)計(jì)了一套基于雙光源的自適應(yīng)共焦檢眼鏡以實(shí)現(xiàn)成像光線和波前探測光線的相互獨(dú)立,從而在校正像差的同時(shí)進(jìn)行相位調(diào)制成像。在人眼安全曝光劑量的限制下,對(duì)選取的兩個(gè)光源進(jìn)行了分析,并計(jì)算了不同光源的主要像差,為后續(xù)校正提高了參考。提出利用液晶相位調(diào)制器實(shí)現(xiàn)相位光瞳濾波器功能,設(shè)計(jì)了相位調(diào)制系統(tǒng)并進(jìn)行了誤差分析。根據(jù)上述理論工作,逐步搭建了一套超分辨共焦檢眼鏡。以模擬人眼為成像對(duì)象,分別研究了雙光源系統(tǒng)的像差校正功能以及針孔對(duì)成像質(zhì)量的影響,再在入射光瞳和出射光瞳分別進(jìn)行相位調(diào)制,分析所得圖像對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證。最后以活體人眼視網(wǎng)膜為觀察目標(biāo),首先得到了系統(tǒng)閉環(huán)后的高分辨率圖像,進(jìn)一步對(duì)入射光瞳進(jìn)行相位調(diào)制,實(shí)現(xiàn)提高視網(wǎng)膜圖像的分辨率的目的。最后在雙光源自適應(yīng)共焦檢眼鏡基礎(chǔ)上,對(duì)在活體人眼成像中進(jìn)行暗場成像的可行性進(jìn)行了研究。首先對(duì)利用半圓形光瞳實(shí)現(xiàn)暗場成像的方案進(jìn)行了理論計(jì)算,并進(jìn)一步分析了獲得全場暗場圖像和微分相位對(duì)比圖像的方法,最后在模擬人眼上開展了原理性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)研究,得到了其明場和暗場圖像。
【圖文】：

信界器官，能正確的信信息是是通界，對(duì)許多重要意義部分。上介紹人分介紹人部完備的[2]：能夠辨別不同信息。在實(shí)際通過人眼獲得多疾病都有相義。從功能上人眼的生理結(jié)人眼光學(xué)特性的照相機(jī)，各同的顏色和際生活中，眼得的。另一相應(yīng)的表征上來說人眼是結(jié)構(gòu)；第二性等內(nèi)容。各個(gè)生理結(jié)構(gòu)和不同眼睛是一方征[1]。是一二部分構(gòu)都

是一層由視網(wǎng)膜感覺層和色素上皮經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)纖維[3]。它的主要作用是中樞形成視覺并在大腦中建立圖像。稱為黃斑（Macula），其直徑約為 1-3 雖然視網(wǎng)膜偏薄，但是色素上皮細(xì)胞中央為黃斑中心凹，是視覺最敏銳的視網(wǎng)膜上視覺纖維匯集向視覺中樞傳過，沒有視覺細(xì)胞存在，故視野上呈講是一個(gè)復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，它具有初十層，每層均具有不同的形態(tài)特征。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;R77

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本文編號(hào)：2639536