边缘切趾显微技术基础理论研究

发布时间：2017-09-24 04:07

  本文关键词：边缘切趾显微技术基础理论研究

  更多相关文章： 显微成像 边缘切趾 信息混叠 对比度

【摘要】：宽场显微镜具有结构简单易于实现的优点,在表面形貌测量、生物医学检测、地质研究等方面都有着重要的应用。但这种方法的成像对比度受到衍射极限的限制,在需要更清晰成像的场合下无法满足要求。因此本文在宽场显微镜和共焦扫描技术的基础上提出了同时获得较高的成像对比度和速度的边缘切趾方法。本课题主要研究内容如下:首先,提出了边缘切趾显微技术,建立了该系统的成像模型,并通过在照明和探测系统加入两个光学刀口对光束进行边缘切趾,从而降低成像信息混叠而提高成像对比度;在明确两个光学刀口的作用后对成像系统进行简化处理,并通过理论推导从原理上比较了该方法与宽场显微的成像信息混叠率,得出了前者具有更小的成像信息混叠的结论。其次,采用线扫描方式实现边缘切趾系统的成像整合,并通过对比阶跃强度分布样品在不同时刻下的成像结果,阐述了边缘切趾系统的扫描成像过程;对三线条样品进行仿真计算并考察了不同探测位置对成像结果的影响,推断出可以获得最高对比度的探测区间为靠近过渡带中心偏向暗场侧;再通过对仿真过程中加入不同分贝的高斯白噪声分析对比成像结果,并判断出该成像系统可以在10dB功率的噪声下仍能保持约20%的成像对比度,从而证明了该方法对噪声干扰的稳定性。最后,搭建实验光路并对分辨率版上的228lp/mm进行成像与分析,通过提取不同探测位置的数据比较成像结果,得出在靠近暗场且距离过渡带中心7.5?m处探测可获得最高38.94%对比度的图像,与同样条件下宽场显微镜的对比度相比提高了1.77倍。
【关键词】：显微成像 边缘切趾 信息混叠 对比度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH742
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景和目的8-9
• 1.2 高分辨率光学显微镜研究现状9-15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 第2章 宽场显微成像基础理论16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 透镜的菲涅尔衍射模型与点扩散函数的推导16-19
• 2.3 宽场显微镜的成像函数与分辨率分析19
• 2.4 根据成像信息混叠程度表征横向分辨率19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 边缘切趾成像模型分析22-36
• 3.1 引言22
• 3.2 边缘切趾显微方法概述22-23
• 3.3 边缘切趾方法的成像模型23-29
• 3.3.1 半视场照明的强度分布与函数表示23-25
• 3.3.2 中间像面光强分布25-26
• 3.3.3 探测刀口函数与二次成像函数26-27
• 3.3.4 边缘切趾系统的简化27-29
• 3.4 边缘切趾提高成像质量的原理分析29-35
• 3.4.1 边缘切趾系统的点扩散函数分析29-31
• 3.4.2 半视场照明下的成像信息混叠分析31-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 边缘切趾扫描成像分析36-49
• 4.1 引言36
• 4.2 边缘切趾扫描方式简述36-37
• 4.3 阶跃强度分布样品一维扫描分析37-43
• 4.3.1 阶跃强度分布样品线扫描成像37-40
• 4.3.2 探测器横向位置对扫描成像结果的影响分析40-42
• 4.3.3 边缘切趾与宽场成像结果对比42-43
• 4.4 三线对样品边缘切趾扫描成像43-48
• 4.4.1 探测位置对边缘切趾成像结果的影响分析43-46
• 4.4.2 宽场成像与边缘切趾成像的仿真结果比较46-47
• 4.4.3 噪声对仿真结果的影响研究47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 边缘切趾成像系统的实现与实验验证49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 边缘切趾成像系统的设计与搭建49-50
• 5.3 分辨率版成像结果分析50-54
• 5.3.1 探测器横向位置对实验结果的影响分析50-53
• 5.3.2 宽场与边缘切趾法的成像结果对比53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士期间的学术成果60-62
• 致谢62

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本文编号：909249