基于光束串行扫描的阵列式结构探测共焦技术研究.pdf

《基于光束串行扫描的阵列式结构探测共焦技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于光束串行扫描的阵列式结构探测共焦技术研究RESEARCHONCONFOCALMICROSCOPYBYARRAYSTRUCTUREDDETECTIONBASEDONSERIALBEAMSCANNING严情哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH742学校代码：10213国际图书分类号：681.7密级：公开工学硕士学位论文基于光束串行扫描的阵列式结构探测共焦技术研究硕士研究生：严情导师：邹丽敏教授申请学位：工学硕士学科：仪器仪表工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业

2、大学ClassifiedIndex:××××U.D.C:××××DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONFOCALMICROSCOPYBYARRAYSTRUCTUREDDETECTIONBASEDONSERIALBEAMSCANNINGCandidate：YanQingSupervisor：Prof.ZouLiminAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentEnginee

3、ringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要光学显微成像与测量技术具有无侵略性、对样品无损伤且成像速度快等特点，已经被广泛应用于物理学、生命科学、材料学、金相学、司法鉴定学、生物医药学、微电子学等学科的发展前沿。然而，显微系统分辨率由于受衍射极限限制，横向最大分辨率在

4、200nm左右，轴向最大分辨率在500nm左右，不能充分发挥其优势得到更广泛的应用。因此，目前光学显微技术亟需的发展方向就在于突破衍射极限，实现超分辨成像(supper-resolutionimaging)，使光学显微技术能够满足更为广泛的应用需求。本课题针对现有扫描共焦显微技术中需改善横向分辨率以及测量效率的问题，提出一种基于光束串行扫描的阵列式结构探测共焦显微成像方法，将共焦、结构探测、虚拟针孔与阵列扫描相结合，一方面借鉴结构光照明的思想，将空间调制技术应用到探测臂上来实现结构探测，并用面阵CCD代替点探测器进行图像采集，利

5、用虚拟针孔技术对所采集的图像进行处理，另一方面在改善显微系统的横向分辨率的同时，利用光束扫描技术对被测对象实现阵列式扫描，提高显微系统的测量效率，从而实现显微系统的快速超分辨成像。本课题首先建立基于结构探测的扫描共焦显微系统模型并分析其相干成像过程，通过仿真分析对比不同显微系统的相干传递函数和强度点扩散函数，以验证基于结构探测的共焦显微系统的超分辨特性，并对影响结构探测共焦显微系统横向分辨率的参数进行分析，得到可在实际系统中应用的结构探测函数。然后针对目前逐点扫描式结构探测共焦显微技术中存在的测量效率低下的问题，提出基于串行光束

6、扫描的阵列式结构探测共焦显微成像方法，通过控制振镜实现光束扫描，并同步控制CCD图像采集，同时同步控制半导体光源，使其与振镜相配合，在光斑移动过程中关闭光源，消除图像中“拖尾”现象，并提出三种寻找阵列扫描图中光斑中心位置的方法，经对比分析后选择质心法。最后根据强度点扩散函数的半高半宽确定实验中的分辨率评价方法，仿真结果表明，当针孔尺寸选择一倍艾里斑大小时，基于结构探测的共焦系统的横向分辨率是理想共焦系统的1.3倍，是普通宽场系统的1.8倍。搭建基于串行光束扫描的阵列式结构探测共焦显微实验系统，对分辨率板的第8、9组线对进行扫描成

7、像，并将成像结果与逐点扫描式共焦显微系统进行比较，实验结果表明，本文阵列式扫描方法将扫描速度提高至逐点扫描方法的48倍。关键词：共焦显微；结构探测；超分辨；阵列式扫描-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractOpticalmicroscopyimagingandmeasuringtechniquehasbeenwidelyappliedinthedevelopmentfrontierofmodernphysics,materialscience,molecularbiology,microelectronicsando

8、theradvanceddisciplinesbecauseofitsnoninvasive,non-destructiveandhighefficiencycharacteristics.However,theresolutionofconventionalw