基于一体化微球物镜的超分辨成像系统设计

发布时间：2023-11-30 18:48

　　近年来,使用透明电介质微球可以在传统显微镜下实现超分辨成像,这种新的超分辨成像技术为亚衍射极限样品以及生物组织的无标记、大范围、实时超分辨成像提供了一种新的实现方法。本文在理论分析了不同参数微球的成像机理的基础上,设计了一款一体化微球物镜,搭建了相应的超分辨成像系统。实现了可控区域、非接触、实时无损伤超分辨成像,极大提高了原物镜的成像性能。本文的主要研究内容和创新点如下:1.开展了基于微球的超分辨成像机理研究。建立数学模型,从波动光学角度分析了微球的聚焦光学特性,分别探究了微球的浸没深度、微球直径和折射率对微球成像能力的影响规律,讨论了不同使用场合下微球参数的选择标准。2.结合现有的传统显微镜设计电控微球组件,实现了白光下无标记、可控区域的超分辨成像。在不改变传统显微系统的前提下,该组件可以搭配显微镜上的普通物镜(40×,NA0.6)使用,通过步进电机控制微球、物镜和样品三者之间的距离,极大提高了原有物镜性能。3.设计并实现了一种基于一体化微球物镜的超分辨显微成像系统,实现了无损伤、可控区域的实时超分辨显微成像。利用自制金属套筒将微球与普通物镜整合一体化,极大提升了物镜成像性能,将普通...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 超分辨光学显微成像技术研究现状
        1.3.1 基于单分子定位的超分辨成像技术
        1.3.2 基于改变光源照明方式的超分辨成像技术
        1.3.3 基于透镜调制的超分辨成像技术
    1.4 论文的主要研究内容
第二章 基于微球的显微成像方法研究
    2.1 微球概述
    2.2 现有微球显微成像方式
        2.2.1 随机播撒式微球超分辨成像
        2.2.2 薄膜封装式微球超分辨成像
        2.2.3 微悬臂式微球超分辨成像
    2.3 基于一体化微球透镜的超分辨显微成像
        2.3.1 超透镜物镜
        2.3.2 微球通用镜头适配器
        2.3.3 一体化微球物镜
    2.4 本章小结
第三章 微球的超分辨成像理论研究
    3.1 微球超分辨成像机理研究
    3.2 不同参数微球的聚焦性能仿真
        3.2.1 不同浸没深度微球的聚焦仿真
        3.2.2 不同折射率微球的聚焦仿真
        3.2.3 不同直径微球的聚焦仿真
    3.3 本章小结
第四章 基于电控微球组件的显微成像系统设计
    4.1 基于电控微球组件的显微成像实验装置
    4.2 CPU芯片的微球显微成像实验
    4.3 本章小结
第五章 基于一体化微球透镜的显微成像系统设计
    5.1 显微成像实验装置
    5.2 一体化微球物镜
    5.3 侧视成像反馈系统标定
    5.4 CPU芯片的微球显微成像实验
    5.5 蓝光光盘的微球显微成像实验
    5.6 扫描成像和图像拼接实验
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所参与的项目
致谢



本文编号：3869026