超分辨定位成像中的大视场照明方法研究

发布时间：2024-12-18 01:47

　　跨脑区研究神经环路超微结构的分布特征和功能信息,对脑研究有重要的科学意义。超分辨定位像技术是光学成像领域的新突破,满足神经环路超微结构研究所需的空间分辨率。但是,该技术现在的成像视场大多局限在30μm x 30μm左右,难以满足跨脑区神经环路超微结构研究所需的厘米量级成像面积要求。发展大视场超分辨定位成像技术,有望在不牺牲该技术的空间分辨率和时间分辨率的前提下,实现神经环路超微结构的大面积超分辨定位成像。针对大视场超分辨定位成像这个技术挑战,本文从以下三个方面进行了研究。（1）研究了大视场超分辨定位成像的关键影响因素,提出了适用于大视场超分辨定位成像的高功率均匀照明方案。我们通过分析发现,高功率均匀照明是限制超分辨定位成像视场进一步提高的核心原因。为此,我们提出并实现了一种基于多模光纤的高功率光斑匀化方法,该方法中的光纤合束器在实现均匀照明的同时还可以提供明显优于文献水平的耦合效率（其中,561 nm为97%,639 nm为92%）,解决了大视场超分辨定位成像的均匀照明问题。此外,相比于其他高功率光斑匀化方法,我们的方法可以通过合束来满足大视场成像所需要的高功率要求,以及输出方形匀化光斑...

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1超分辨定位成像原理图

华中科技大学博士学位论文reconstructionmicroscopy，STORM）[16]，E.Betzig课题组的光激活定位显微成像技术（Photo-activatedlocalizationmicroscopy,PALM）[17]以及S....

图2-1561nm激光光谱

华中科技大学博士学位论文明的必要性上一小节的讨论可以知道，为了获得好的图像质量，一般推荐使用单色激光器作为超分辨定位成像中的照明光源。相比于气体激光器，固体激光作简单、体积小、噪声小等优点，成为超分辨定位成像的理想选择。下图2-1所示，我们使用USB200....

图2-2从多模光纤输出的散斑

图2-2从多模光纤输出的散斑。（a）散斑图。（b）对应于图（a）中绿色横线的强度分布。Fig.2-2Specklepatternoutputfrommulti-modefiber.(a)Specklepattern.(b)Theintensitypr....

图2-3光纤合束器的原理图和实物图

它主要由三个部分组成。第一部分（图2-3中的Part1）包括四个完全相同的圆形多模光纤（Multi-modefiber），光纤的芯径大小为50μm，包层直径为125μm，数值孔径（Numericalaperture，NA）为0.20，每一根光纤都是三米长并且左....

本文编号：4016854