數(shù)字全息顯微成像的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、普通顯微鏡一般具有較高的橫向分辨率，但是它以犧牲景深作為代價(jià)，并且普通顯微鏡通常無(wú)法記錄物體的三維信息。全息顯微術(shù)通過(guò)單次曝光就能記錄動(dòng)態(tài)物體完整的信息，跟蹤一連串現(xiàn)象的演變。同時(shí)，全息顯微術(shù)無(wú)接觸的記錄方式對(duì)物體的損害很小，不會(huì)破壞物體的原始結(jié)構(gòu)。 數(shù)字全息顯微術(shù)把數(shù)字全息和全息顯微相結(jié)合，用CCD代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全息干板來(lái)實(shí)現(xiàn)全息顯微過(guò)程。這樣不僅使記錄與再現(xiàn)過(guò)程變得簡(jiǎn)單、快捷，而且再現(xiàn)時(shí)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)能有效地改

2、善再現(xiàn)像質(zhì)量。因此數(shù)字全息顯微術(shù)近來(lái)得到了大的發(fā)展，在顯微領(lǐng)域中擁有廣泛的前景，它可以被用于生物細(xì)胞觀測(cè)，微觀粒子成像和跟蹤、聚合物粒了生長(zhǎng)檢測(cè)，微機(jī)電和微電路的檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。本文重點(diǎn)討論了數(shù)字全息顯微成像的原理，并進(jìn)行初步的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究。 本文首先介紹了在全息圖面恢復(fù)衍射物光波前的兩種基本方法——傅里葉變換頻譜濾波方法和四步相移方法，介紹了再現(xiàn)物面物體像的算法，包括菲涅爾衍射方法和卷積算法。然后討論了數(shù)字全息及數(shù)字

3、全息顯微成像的參量關(guān)系，如：數(shù)字全息記錄的抽樣條件，物光參考光之間的夾角應(yīng)滿足的關(guān)系，數(shù)字全息的分辨率等；增加物鏡后實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的分辨率主要取決于顯微物鏡的數(shù)值孔徑(顯微物鏡倍數(shù)越大，數(shù)值孔徑也越大)，理論上使用數(shù)值孔徑越大的物鏡就能得到越高的分辨率，但需要合理設(shè)置CCD記錄面的位置與顯微物鏡的參數(shù)及物體大小的關(guān)系。最后采用離軸記錄方式和傅里葉變換頻譜濾波方法，采用分辨率測(cè)試板(USAF 1951 Resolution Chart)作為物體