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《山东大学》 2008年
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数字全息显微成像的实验研究

赵怀周  
【摘要】: 普通显微镜一般具有较高的横向分辨率,但是它以牺牲景深作为代价,并且普通显微镜通常无法记录物体的三维信息。全息显微术通过单次曝光就能记录动态物体完整的信息,跟踪一连串现象的演变。同时,全息显微术无接触的记录方式对物体的损害很小,不会破坏物体的原始结构。 数字全息显微术把数字全息和全息显微相结合,用CCD代替传统的全息干板来实现全息显微过程。这样不仅使记录与再现过程变得简单、快捷,而且再现时利用计算机技术和数字图像处理技术能有效地改善再现像质量。因此数字全息显微术近来得到了大的发展,在显微领域中拥有广泛的前景,它可以被用于生物细胞观测,微观粒子成像和跟踪、聚合物粒子生长检测,微机电和微电路的检测等多个领域。本文重点讨论了数字全息显微成像的原理,并进行初步的实验系统设计和实验研究。 本文首先介绍了在全息图面恢复衍射物光波前的两种基本方法——傅里叶变换频谱滤波方法和四步相移方法,介绍了再现物面物体像的算法,包括菲涅尔衍射方法和卷积算法。然后讨论了数字全息及数字全息显微成像的参量关系,如:数字全息记录的抽样条件,物光参考光之间的夹角应满足的关系,数字全息的分辨率等;增加物镜后实验系统的分辨率主要取决于显微物镜的数值孔径(显微物镜倍数越大,数值孔径也越大),理论上使用数值孔径越大的物镜就能得到越高的分辨率,但需要合理设置CCD记录面的位置与显微物镜的参数及物体大小的关系。最后采用离轴记录方式和傅里叶变换频谱滤波方法,采用分辨率测试板(USAF 1951Resolution Chart)作为物体,对不采用显微放大、采用10X和25X显微物镜等几种情况分别进行了实验,并对实验结果进行了分析说明。本论文的初步理论分析和实验研究,为今后深入开展数字全息显微成像的应用研究打下了一定基础。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O438.1

【参考文献】
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