基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究

《基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究》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、Ｈ對交代码：丽５学号：２０１３４２３９０１６■如Ａ爭Ｙｍ—ＳＯＯＣＨＯＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＭｌＨＨ．ＨＨＨ［ＵＨ基于誦潮欄勺光场光谱显微成縣统研究．Ｉ．Ｈｈ．Ｔ；ｈｅｓｔｕｄｙｏｆｌｉｇｈｔｆｉｅｌｄｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｉｍａｇｉｎｇｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｌｅｎｓａｒｒａｙ研究生姓名夏银香Ｈｕｉ解議船许峰＾专业名称光学工程Ｋ硏究方向光学设计与仪器｜＾■ｈ所在院部物理与光电能源学部做縣醜２０１６年５月

2、‘Ｂ＇：一苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。论文作者签名．〇！大。：夏邸争日期：苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，：学位论文著作权归属苏州大学质即论文。本学位论文电

3、子文档的内容和纸的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中也、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文措，允许论文被查阅和借阅，可采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属年＿月解密后适用本规定。非＾论文涉密论文ｃ／导师作者签签名：互蛛日期：ｈＵ．化心）名：辟么幸日期：以八基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究中文摘要医学和生物研究中显

4、微镜是必不可少的仪器，目前已有的显微成像系统观测手段单一，只能观看生物体的细胞切片，并不能观察到物体的立体结构且系统景深都比较小。在观察较厚样本时需要翻动样本，容易破坏样本的结构，且只能获取单幅2D图像，在一些领域，已经不能满足科研及应用需求。本文以微透镜阵列为核心器件，将光场理论及光谱分光系统的色散理论有机结合，设计了一种光场光谱显微成像系统，该系统可通过一次曝光直接获取目标的多角度观测信息(光场信息)以及光谱信息。系统在前置显微物镜的一次像面处安装微透镜阵列。微透镜阵列凭借结构紧凑、多通道同时成像的优势与传统显微物镜相结合构成光场显微镜时可获得物体不同景深及不

5、同视场角信息。每个小透镜对样本不同部分成像，探测器上记录了包含视差的子图像阵列，再经后期重构算法对探测器上记录的数据进行处理可重构出较高分辨率图像。考虑到微小物质成分的鉴别，将光场显微成像系统与光谱分光系统相结合构成光场光谱显微成像系统，有效利用像面的空白处对各子镜所成像进行色散。物体经微透镜阵列成像后再经分光系统时，不同波长的光在像面的空白处按照分光原理以不同角度色散到不同位置，与传统成像光谱仪不同的是，光场显微成像光谱仪探测器上同时记录了物体的光场和光谱五维谱场信息。本文根据光场及光谱色散理论，对五维谱场信息进行了理论推导，并通过Zemax对光场显微镜以及光场

6、光谱显微成像系统的结构进行模拟，并且对其中各环节的匹配关系及误差对成像效果的影响进行了分析。此外，对光场信息的后期重构算法进行了改进，在原算法的基础上与高斯滤波和插值算法相结合，重构得到了较好的成像质量。最后，搭建了实验平台，对理论计算和仿真结果进行了验证。关键词：微透镜阵列；五维向量；光场显微镜；算法重构；显微光场光谱作者：夏银香指导老师：许峰IThestudyoflightfieldmicroscopeimagingspectrometrysystembasedonthemicrolensarrayAbstractMicroscopyisessentialin

7、medicalandbiologicalresearch,however,theavailableobservemethodsaresimplethanonlythesliceofthesamplecanbeobservedinsteadofthestereochemicalstructureduetotheshallowdepthoffieldofthesystem.Theavailablemicroscopecan’tmeetthedemandofscientificresearchsinceonlyone2-dimensionalpicturecanbeac

8、quire