熒光輻射差分超分辨顯微方法及系統(tǒng).pdf

1、遠(yuǎn)場(chǎng)熒光超分辨率光學(xué)顯微成像技術(shù)由于其高分辨率、實(shí)時(shí)成像、樣品無(wú)損、操作方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)療觀測(cè)中。本課題在分析研究熒光輻射差分顯微術(shù)成像原理的基礎(chǔ)上，提出了多種有效的途徑來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化、改良現(xiàn)有的熒光差分顯微術(shù)（Fluorescence Emission Difference microscopy: FED），包括提高系統(tǒng)的成像速度——搭建了國(guó)內(nèi)第一套高速FED顯微成像系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)證明了在每秒一幀的成像速度下，所搭建系統(tǒng)

2、能夠?qū)崿F(xiàn)150nm超衍射極限的分辨率;提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量——模擬仿真了負(fù)值旁瓣對(duì)成像質(zhì)量的劣化并提出了展寬實(shí)心光斑點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的解決方法;提高系統(tǒng)的分辨率——搭建了國(guó)內(nèi)第一套基于柱狀矢量偏振光FED顯微成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了110nm的超衍射極限分辨率;實(shí)現(xiàn)三維FED成像——模擬仿真了各向同性的三維空心光斑，搭建了一套基于空間光調(diào)制器FED顯微成像系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了幾種當(dāng)今主流的超分辨顯微技術(shù)，特別是FED顯微術(shù)的提出與發(fā)展及國(guó)內(nèi)

3、外研究現(xiàn)狀。之后，本文詳細(xì)闡述了FED顯微術(shù)的基本原理，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)方式。接下來(lái)，本文講述搭建了高速FED顯微成像系統(tǒng)，并通過對(duì)多種不同樣品的實(shí)驗(yàn)，證明系統(tǒng)的成像性能。除了提高FED系統(tǒng)的成像速度之外，在接下來(lái)的章節(jié)中，本課題一一介紹了多種有效的途徑來(lái)進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能，主要包括:通過光斑調(diào)制優(yōu)化了實(shí)心光斑和空心光斑的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)匹配程度，消除差值過程中產(chǎn)生的負(fù)值，從而避免FED圖像中的失真現(xiàn)象;基于柱狀矢量偏振光，展寬了實(shí)心光