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基于局域空心光束照明实现数字全息显微超分辨的应用研究

张文燕  
【摘要】:数字全息显微术(DHM)通过在数字全息光路中的物光里引入显微光学成像系统,使显微样品经显微光学系统放大后所成的像与参考光干涉并把干涉图样通过记录介质存储、并输送给计算机,通过计算机软件数值重建得到放大像的振幅和相位信息。然而受到光电耦合器件(CCD)像素单元分辨率和光学系统分辨率极限影响,横向分辨率主要还是依赖于显微物镜数值孔径及光波波长,分辨率仍受限在极限分辨范围内。为了突破这一限制,人们在此基础上提出了暗场数字全息显微术,该方法结合了暗场显微术高分辨率的优点及数字全息术三维成像的特点,使得数字全息显微分辨率得到有效提高。首先,本文介绍了与论文相关的一些基础理论,并对暗场显微及数字全息显微的基本原理做了相关介绍,讨论了暗场显微提高分辨率的方法。其次,对局域空心光束环形尺寸可调性进行了分析,讨论了影响局域空心光束尺寸和环径比大小的因素。最后,通过局域空心光束改进暗场显微照明方式,利用局域空心光束截面光强的特殊分布作为暗场数字全息显微术的照明光。搭建了相应暗场数字全息显微系统,采用550nm的聚苯乙烯微球作为实验样品,通过对样品在传统明场照明和局域空心光束暗场照明的数字全息显微再现像进行对比分析,证明该基于局域空心光束照明的暗场数字全息显微方法有效的提高了数字全息显微系统的分辨率,同时增强了再现像对比度。


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