基于可编程LCD的多功能显微成像系统的设计与实现

发布时间：2020-04-18 22:33

【摘要】：光学显微镜作为人类与微观世界的枢纽,其应用早已渗透于生物、化学、物理、冶金等各个领域,尤其在新材料研究以及现代医学领域发挥着不可或缺的作用。随着显微技术的不断进步以及各个领域需求的日益增加,光学显微由单一的明场显微逐渐衍生出暗场显微镜、泽尼克相衬显微镜等一系列具有特殊功能的显微镜。然而相较于简单的明场显微,他们都需要在光路中添加特殊的光学元件,如暗场显微镜中的遮光片、相衬显微镜中的环形光阑等,高成本以及复杂的操作使得这些显微镜难以得到广泛的应用。针对这些缺陷,本文采用非晶硅薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)作为空间光调制器,结合计算成像的新型理念,设计并搭建出一套基于可编程LCD的多功能显微成像系统。该系统只需改变LCD的照明图案,即可对普通光源进行照明调制,以实现明场、暗场、差分相称、莱茵伯格等多种传统成像功能。不仅如此,完全不同于传统显微镜"所见即所得"的成像模式,本系统在照明端添加了可控的孔径编码得到调制后的图像,通过数字解码后能够实现新型的、信息更加丰富显微成像功能,如光场成像、光场重聚焦等。同时,本文研究并开发了一套完整的基于MFC的软件操作程序,可实现显微成像模式的快速切换、图像参数的精确调节、显微成像结果的实时获取,提供了友好的人机交互体验。最后,采用LC-09肺癌细胞等样品对系统各个功能进行了测试,验证了系统的准确性与可靠性。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH742

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