散射光超分辨成像系统的研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cn1976
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
散射介质内的多重散射使得入射光波前被严重扭曲,最终导致散射介质后的物体无法被普通的光学成像系统观测到。虽然自适应光学技术、相位共轭成像技术、散斑相关成像技术和散射光荧光显微术等散射光成像技术被相继提出来,但是上述技术均不能实现超分辨成像。2014年,韩国的Jung-Hoon Park教授所带领的课题组提出了散射超透镜成像技术,该技术能对散射介质后的物体进行超分辨成像。但是散射超透镜成像技术不能对大型物体成像,实际的视场只有几个微米。  本文在散射光荧光显微术的基础上提出了环形孔径散射光荧光显微术,该成像技术能同时实现散射光成像和超分辨成像。环形孔径散射光荧光显微镜的装置非常简单,只需要在散射光荧光显微镜中引入圆形挡板,且圆形挡板置于空间光调制器和散射介质之间。当圆形挡板和散射介质之间的距离在近场范围内时,散射介质可以将圆形挡板的近场倏逝波转换为可传播的远场波,从而实现超分辨。和散射光荧光显微术一样,环形孔径散射光荧光显微术首先需要利用波前整形算法使散射光聚焦到物平面上,然后需要使聚焦点在物平面上扫描来对物体成像。  当采用传统的反馈式波前整形算法聚焦散射光时,环形孔径散射光荧光显微术的成像时间漫长。为了缩短环形孔径散射光荧光显微术的成像时间,本文提出了优化的波前整形算法。优化的波前整形算法分为两个过程:获取散射介质的传输矩阵和理论计算发现空间光调制器的相位补偿,这两个过程相互独立。优化的波前整形算法有三个优点:(1)实验装置简单,且能大大提高波前整形聚焦技术的速度。(2)当系统元器件发生变化时,只需要重新计算对应的相位补偿,而不需要重新获取散射介质的传输矩阵。(3)要改变散射介质后的聚焦点的位置,只需要重新计算对应的相位补偿,而不需要重新获取散射介质的传输矩阵。  当采用传统的旋转入射光波前的方法扫描聚焦点时,环形孔径散射光荧光显微术的视场很小。为了获得大视场,本文提出了再调制方法。再调制方法通过重新对入射光进行波前整形来扫描聚焦点。因为可以利用优化的波前整形算法快速计算空间光调制器的最优相位补偿,当采用高速空间光调制器时,对入射光再次进行波前整形所花费的时间并不比旋转入射光波前所需的时间长。故而利用再调制方法代替旋转入射光波前的方法扫描聚焦点后,没有增加环形孔径散射光荧光显微术的成像时间。
其他文献
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁的专用计算机系统。近十几年来,嵌入式系统的发展异常迅速,其应用也越来越广泛,尤其是在网络技术蓬勃发展的今天,
鉴于近几年空中交通流量的增长及可预见的未来容量需求,对目前的空域及机场进行科学的理论与仿真评估,具有十分重要的意义,而国内仿真评估技术的匮乏也制约了空域及机场容量
本学位论文依托课题组承担的国家自然科学基金项目“鼻咽癌光热特性及其光活检技术的研究”以及福建省自然科学基金重大项目、福建省教育厅重大科研项目等多个科研项目,深入
近年来,随着对武器跟踪系统要求的不断提高,对电视跟踪仪的的视轴稳定的要求也日趋严格。视轴变化将引起跟踪瞄准系统的误差。目前舰载电视跟踪系统多采用直接把电视跟踪仪安装
近年来,随着环渤海经济一体化进程的加快和水上交通运输业的发展,进出渤海湾船舶流量不断增加。作为进出渤海湾的主要通道之一,老铁山水道的船舶通航密度不断加大。同时,各种自然
随着经济的快速发展,城市居民人均可支配收入快速增长,人民生活水平不断提高。在解决了温饱需求之后,进入了以汽车、住房为代表的改善生活质量的消费时代。小汽车作为新一代的代
随着社会的进步和科技的发展,传统的表达方式和信息传输方式早已不能满足人们的需求。人们不再满足于单纯的语音信号和文字数据的传输,而是期盼使用多种表示媒体。通过网络进