一、光纤共焦扫描显微成像技术的研究（论文文献综述）
张智敏[1]（2021）在《基于并行探测的微分超分辨显微方法与系统研究》文中进行了进一步梳理相比宽场照明荧光显微镜,共聚焦荧光显微术具有背景噪声低、对比度和信噪比高且横向和轴向分辨率也相对较高等特点,是生命科学研究中最为常用的一种显微技术。并行探测像素重组方法可以在保证信噪比的前提下实现共聚焦荧光显微方法分辨率的提高,而在共聚焦的基础上发展而来的荧光辐射微分超分辨显微术于2013年被提出后也得到了广泛的研究。这些方法继承了共聚焦荧光显微方法的所有优势,可以广泛地应用于生物医学领域的研究中。然而,这两种方法仍然存在探测器位置不准确性造成重构效果不佳、轴向分辨率不高、成像速度较慢等问题,进一步改善这两种方法并将两种方法相结合具备重要意义。此外,作为对共聚焦荧光显微技术的一种重要补充,新发展起来的荧光辐射微分超分辨显微方法不仅是一种普适性荧光标记的超分辨显微方法,还可以较好地绕开国外相关技术专利限制,十分适合进行高端光学显微仪器设备化研究工作并进行推广。本论文根据归一化正交相关方法、点扩散函数工程以及光栅衍射理论,对并行探测像素重组显微与荧光辐射微分超分辨显微的方法和技术进行了深入的研究,旨在进一步提高系统分辨率以及成像速度,使并行探测像素重组显微与荧光辐射微分超分辨显微可以在生命科学研究中获得更广泛的应用。此外,本论文提出了具备模块化设计的荧光微分超分辨显微仪器设备,推动多种模式的超分辨荧光显微方法仪器设备化进程。本文的主要内容及创新点如下:1、深入研究了并行探测器阵列中像素位置对基于像素重组的超分辨显微方法的影响。对相关内容进行了理论分析和仿真,并创新性地利用归一化正交相关算法获得准确的探测器位置信息以正确实现像素位置重组,并搭建并行探测像素重组荧光显微系统。相关实验结果证明了本方法可以准确获得探测器位置信息以消除由于并行探测器阵列在制造与安装过程中像素错位给像素重组结果带来的影响,实现最佳的像素重组效果。2、创新性地将并行探测像素重组方法和三维微分方法引入到微分超分辨显微系统中。通过空间光调制器（Spatial Light Modulator,SLM）分别对激发光中的p偏振光和s偏振光进行相位调制,可同时获得横向和轴向上的调制暗斑,并结合并行探测像素重组方法实现微分超分辨显微系统在三维分辨率上进一步的提升。通过对相关内容的理论分析和仿真,搭建了基于SLM调制的并行探测微分超分辨显微系统。实验表明,相比较于共聚焦显微技术和并行探测像素重组显微技术,该方法分别实现了横向分辨率1.85倍和1.33倍的提升以及轴向分辨率1.48倍和1.24倍的提升。3、深入研究了微分超分辨显微方法成像速度受限问题并创新性地通过在SLM上加载闪耀光栅并通过调整光栅周期和闪耀角来实现实心焦斑和空心焦斑在焦面位置上的可控错位,进而实现双焦斑同时扫描。设计并搭建了共路并行扫描微分超分辨显微系统,相关实验结果表明该方法可以将微分超分辨显微成像速度提升一倍。4、深入研究和分析了多种微分超分辨显微方法的仪器小型化与模块化问题。对微分超分辨显微仪器进行了模块化设计以及空间排布优化,并设计编写了相应的系统功能成像软件,构建了三套基于微分显微方法的高端光学显微仪器设备。
王方雨[2]（2020）在《反射式共聚焦与受激拉曼散射系统显微成像技术研究》文中提出在生物化学、工业材料、医学等基础科学领域,探寻物质的微观结构,越来越需要高分辨率（微米、纳米级）、大视场、视频级成像速度、实时、低成本、易搭建、可三维成像、生物免标记、生物活体成像等特点的光学显微镜。围绕这些问题,本文最终搭建了含有受激拉曼散射显微成像、荧光成像、共聚焦光谱采集的生物活细胞显微成像平台,本文开展的相关研究如下:1.研究了共聚焦显微镜系统结构组成,介绍了光学成像原理特点,研究了光路的4f结构,分析了系统光学放大倍数、光学分辨率、扫描角度、成像面积、针孔大小,各参数之间的关系与推导过程,简要描述了zemax的光学设计过程,同时在变尺度方法评价整机性能方向进行了理论探索与仿真。2.研究了共聚焦显微镜的二维扫描成像机制,以关键器件高频共振振镜和多面体转镜Polygon实现了两种方案。一种是共振振镜与检流计振镜组合完成x-y扫描成像,另一种是Polygon转镜与检流计振镜组合完成x-y扫描成像,并详细了数据采集卡的双触发工作模式（行信号+帧信号）的优点、时序同步关系。3.为了获取较大视场范围图像拼接,共聚焦显微镜中,在x-y面使用了两个步进电机扩大视场,受激拉曼散射显微镜中,x-y面使用了高精度位移台。4.研究了共聚焦显微镜系统中的高频噪声消除、激光器等特殊器件的散热等工程技巧问题。5.研究了受激拉曼散射显微镜,使用商业器件和开源软件二次开发完成了整套系统的搭建,实现了受激拉曼显微镜的活细胞长时间成像装置。本文共聚焦显微镜的研制与受激拉曼显微镜成像平台的搭建过程,在相关行业内具有一定的创新性和工程实用价值。
栗向[3]（2020）在《多色激光扫描共聚焦荧光显微内窥系统的研究》文中研究说明激光共聚焦扫描显微内窥镜在传统光纤内窥镜的基础上集成了共聚焦激光显微成像系统,既发挥了光纤可以灵活插入活体组织的优势,又保留了共聚焦显微镜高分辨率及高对比度的特点,实现活体组织及细胞的显微成像。激光共聚焦扫描显微内窥镜利用荧光标记成像,具有细胞分辨能力,是目前唯一一种能够进行细胞成像的内窥仪器。激光共聚焦扫描显微内窥镜可用于在体的细胞水平的显微成像,适用于正常、病理状态下细胞结构或形态的检测,蛋白表达水平的检测及标志物分子检出等。本文阐述了基于光纤束的多色共聚焦荧光显微内窥系统的研制过程,对系统进行了验证性评价。本文在系统的光学结构、主要器件、探头的设计和组装、软件及数据处理等方面进行了系统研究。多色共聚焦荧光显微内窥系统同时采用波长为488 nm和650nm的半导体激光器作为光源。系统中图像的x、y方向的扫描是由二维扫描振镜实现的,z轴扫描由样品台的三轴位移台的z轴的移动决定,结合振镜扫描和z轴扫描可以完成三维的共聚焦扫描。在系统中使用500 nm的荧光珠对系统的分辨率进行标定,得到其荧光珠的半高全宽为510 nm,系统的成像视场为151μm,工作距离约为80μm。488 nm激光分别激发荧光染料FITC和Di A。650 nm激光激发荧光染料R3。使用被荧光染料染色的擦镜纸检验了系统的成像能力,并用该系统成像了三种荧光染料标记的细胞和小鼠的离体组织切片,表明系统对三染的细胞和组织能够实现三通道同时成像,验证了系统对组织样品结构信息的分析辨别能力。最后,通过小鼠尾静脉注射荧光染料,系统对小鼠在体多个器官组织（毛细血管、肝脏、小肠、肌肉）进行活体成像,成像效果验证了该内窥系统可用于实时监测多种荧光标记物质在小动物活体细胞中生理活动的动态过程。
谈仕豪[4]（2020）在《高速低畸变共焦扫描成像技术研究》文中认为共焦显微镜由于其高横向分辨率、轴向层析等优点,使得其在工业检测、医学检查和生物成像等众多研究领域得到了广泛的应用。然而由于传统的共焦显微镜使用检流式振镜偏转光束进行点扫描成像,使得其扫描速度较慢,无法满足各应用领域对于高速、高效、动态检测越来越高的需求,极大的限制了其应用场景。本课题针对上述问题,利用谐振镜极高扫描频率的特点进行双向扫描,并采用检流式振镜实现换行,通过完成高速扫描下数据采集与控制程序及双向扫描电路,实现了高速共焦扫描成像,并使用基于模拟退火的图像标定参数优化算法与基于Brief描述子的图像错位定位算法,完成对图像失真的校正。完成的主要内容如下:（1）依据共焦显微成像原理与线性成像模型,构建被测样品到二维图像的映射模型,并对高速共焦扫描成像系统的图像失真组成及产生原因展开分析。（2）针对双向高速扫描下数据采集与控制的同步问题,根据相关硬件特性设计控制逻辑与时序并基于FPGA完成了双向扫描电路;基于Lab VIEW软件平台完成了共焦横向扫描成像上位机程序,实现了双向扫描时的数据采集与控制以及对双向扫描图像的后期处理。（3）基于Harris算子完成对标定点坐标的亚像素级提取,利用畸变中心估计与模拟退火算法,实现共焦显微镜标定;使用Brief描述子、汉明距离与RANSAC算法完成图像错位量计算,最后利用数据采集卡采样延迟与预触发功能控制完成像素级错位校正,利用二维离散傅里叶变换的位移性质进行亚像素错位校正。（4）完成双向扫描电路测试,搭建高速共焦显微成像实验系统,成功实现高速共焦扫描成像。对网格光栅样品进行共焦扫描成像,并使用畸变校正算法得到了得到了理想图像-畸变图像的映射关系,依据理想图像-畸变图像的映射关系进行校正,将相对畸变量由16.8%降低至0.3%。
陆洋[5]（2019）在《基于飞秒激光的相干扫描表面形貌测量技术研究》文中进行了进一步梳理飞秒激光作为本世纪最受关注的技术之一,为精密测量领域时空分辨力的提升提供了突破性的新方法和新技术。这主要体现在两个方面:（1）飞秒激光的脉冲重复频率可以溯源至原子钟频率基准,将脉冲与脉冲之间的空间距离精度锁定到原子跃迁的共振频率稳定性上,利用这绝对精确的距离作为一把标尺去测量几何量可以达到超高的空间分辨力;（2）飞秒激光的脉冲宽度为10-15s量级,该时间尺度在宇宙大统一作用力崩解与电弱对称崩解的时间之间,利用单个飞秒脉冲对物理现象进行曝光捕获,可以达到超高时间分辨力。本文以实现精密表面形貌测量中的超高时空分辨力为任务,开展了基于飞秒激光的静态表面和动态表面形貌测量理论和方法研究。论文的主要工作总结如下:1)开展了飞秒激光光源相干性定量测量方法研究。测量结果表明,光纤飞秒激光光源具有高空间相干性和低时间相干性。基于飞秒激光搭建的干涉系统可以消除寄生噪声条纹对测量的影响,验证了飞秒激光对提高光学干涉成像测量视场和条纹分辨力的可行性。2)提出了基于低相干扫描的大视场粗糙表面形貌测量方法。根据飞秒激光的相干特性,分析了飞秒激光相干扫描干涉理论,研究了干涉条纹的零级条纹识别算法。针对粗糙表面,提出了光强偏振调制的技术,保证了干涉对比度,以粗抛光中的巨型麦哲伦望远镜镜面碳化硅基板为例,实现了高精度、大视场粗糙表面的三维形貌测量。3)搭建了基于飞秒激光重复频率扫描的多目标表面形貌并行测量系统并彻底解决了在线测量精度溯源问题。利用溯源至原子钟的飞秒激光重复频率扫描,进行不同干涉仪站点中不同级脉冲之间的扫描干涉并实现了多个表面形貌测量,完成了从空间测量精度到频率测量精度的转化,彻底解决了现有相干扫描干涉垂直分辨力难以溯源以及难以实现并行检测等问题。利用所搭建的系统对硅晶片和量块进行了纳米精度的表面形貌测量,验证了该方法的高测量精度和在线并行检测能力。4)研究了光纤飞秒激光脉冲数字全息干涉测量方法。基于飞秒激光超短脉冲宽度特性,将单脉冲成像技术与数字全息干涉技术相结合,实现了动态表面形貌测量的超高时间分辨力。利用脉冲飞行时间与相机曝光时间的同步匹配对被测目标进行曝光和成像,深入研究了低重复频率飞秒激光放大的ASE干涉成像噪声抑制技术,并进行了不同方法对比和技术特点总结。以反射式离轴数字全息干涉系统为例,实现了声致薄膜振动的动态表面进行测量。5)结合泵浦探测技术,提出了基于单脉冲数字全息干涉的平面光声波瞬时测量方法。研究了光声波激发及传播原理,分析了热扩散和压力扩散限制对光声成像的要求,设计并搭建了透射式单脉冲数字全息泵浦探测系统,对飞秒激光泵浦激发丙酮溶液的瞬时光声波进行测量。和传统光声波测量方法相比,该测量方法无需区域扫描或电子噪声平均化,具有理想的图像对比度,首次实现了光声波超高时间分辨力和高空间分辨力的二维平面表征。
宋贤林[6]（2019）在《大景深轴向高分辨光声显微成像方法研究》文中提出微血管网络在空间上纵横交错、错综复杂,其由直径在10-200μm的微动静脉和介于两者之间的直径在5-8μm的毛细血管组成。光声显微成像技术结合了光学和声学的成像优势,能够无标记地实现对微血管网络进行成像。然而为获得足够高的分辨率,往往采用光学聚焦的方法,成像景深较小。此外,横向分辨率往往可以达到光学衍射极限（百纳米量级）,而轴向分辨率受限于超声探测带宽却很难优于10微米。这使得成像三维空间分辨率不均匀,系统很难对微血管网络进行大范围、空间分辨率均匀的成像。为解决这一问题,本文研究了提升成像系统的景深和轴向分辨率的方法。为提升光学分辨光声显微成像系统的成像景深发展了一套快速轴向扫描光声显微成像系统。我们采用一个声折射率梯度镜用于焦面的快速切换。将光脉冲分别通过三根不同长度的多模光纤再合束后形成三个时间间隔为120 ns的脉冲串,利用同步电路将这三个光脉冲与声折射率梯度镜的三个振动态（对应不同焦距）同步,实现了在每个A线数据获取中同时获得3个焦面信息。利用斜拉碳纤维进行成像证明了成像景深为360微米,是单焦点系统的3倍。进一步通过对小鼠耳朵和脑血管进行成像验证了活体成像能力。为提升光学分辨光声显微成像系统的轴向分辨率提出了轴向调制的方法。通过理论分析阐述了轴向调制的原理和重构算法。其基本思想是在轴向采用一系列空间频率的结构光照射样品,类似于莫尔效应,产生的光声信号将会被调制,某些高频信息则会被调制到超声换能器的低频通频区域,通过相移的方法将高频信息分离出来,在频域内移回其原始位置并重新组合,便可获取高频信息,进而提升轴向分辨率。利用k-Wave仿真工具箱构建轴向调制模型模拟了轴向结构光对光声信号的调制。模拟使用一个粒子直径为500 nm,中心频率为50 MHz、带宽约为40 MHz的超声探头,在激光脉宽为26 ps、9 ns调制下以及均匀光照明时轴向分辨率分别为2.25μm、10.15μm、35.1μm。为了能够实验验证轴向调制研制了一套轴向结构光照明的光声显微成像系统。通过空间光调制器和柱面透镜产生轴向上空间频率和相位可变化的轴向结构光。采用超声探测和光激发呈正交共焦模式从而实现光声信号的轴向调制。对直径为500nm的碳纳米颗粒进行轴向调制测试,实验结果显示:在均匀光无调制下,轴向分辨率为31.2μm;在脉宽为9 ns激光脉冲轴向调制下,轴向分辨率约为7.5μm,是均匀光照明下的4.16倍;在使用脉宽为26 ps的激光脉冲调制下,轴向分辨率达到2.22μm,是均匀光照明下的14倍,信号频谱范围拓展至1 GHz附近。实验结果表明,轴向调制能够有效地提升轴向分辨率。通过对单个红细胞成像验证了轴向调制在细胞形态分析上的能力;对斑马鱼进行成像验证了轴向调制的活体成像能力;通过对未开颅下的脑血管成像验证了轴向调制能够使高频信息避开颅骨对其的衰减,系统依然能够获得较高的轴向分辨率;使用轴向调制对不同红细胞凝聚水平进行判定验证了轴向调制在频谱分析上的能力。
李奇锋[7]（2019）在《基于DMD共焦三维测量关键技术研究》文中研究表明近年来,共焦显微测量技术由于其高精度,高分辨率,并且具有对透明,半透明以及高光物体良好的测量能力,在半导体器件加工、微型器件表面检测、生物医学检测等领域得到了广泛的应用。高效的阵列式的并行共焦技术也成为科学家们研究的重点,并取得了一定的成果。现阶段,现有的共焦扫描方式,都是通过机械装置的辅助位移来对物体实现全方位的扫描,机械式的扫描不仅会给测量带来振动误差,并且扫描的时间往往也受限于机械的移动速度。本课题将数字微镜器件与共焦扫描技术相结合,利用数字微镜器件作为照明针孔阵列和探测针孔阵列,以实现阵列式的高效率并且灵活的并行扫描。本文“基于DMD共焦三维测量关键技术研究”主要围绕共焦显微测量技术,对将数字微镜器件与共聚焦技术的结合展开了一系列的研究,本文的主要完成工作如下:1)介绍了共焦技术的基本原理以及国内外的发展现状,阐述了现阶段各种共焦方法及其优劣性。2)提出了基于数字微镜器件的共焦测量结构,利用数字微镜器件代替传统的共焦的照明针孔和探测针孔,减小了针孔匹配问题带来的误差;另一方面,由于数字微镜器件具有像素级可控特性及其高速的翻转频率,单一平面内扫描仅仅需要通过电脑控制数字微镜器件图案变化,而无需机械移动,极大地提高了扫描速度。通过实验对系统的关键部分做了相应的研究和比较,最终完成了一套基于DMD的共焦测量实验装置的搭建。为了确保系统的测量的有效性和准确性,设计了相应的三维数据提取算法,并对其中几种拟合算法做了比较。其次,为了解决实验误差带来的测量不准确的问题,设计了包括中心点矫正了镜面矫正等算法,从算法层面上保证了测量的准确性。3)由于数字微镜器件可以通过计算机实现便捷控制,基于这点,我们可以在不改变系统配件的情况下就能实现扫描阵列的改变。在实验中,我们针对不同的应用,设计了三种扫描方案,并通过实验证明了方案的可行性,分析了各方案的优劣性。4)最后我们对标准块表面以及狭缝、玻璃和微透镜阵列做了测量,重建的结果良好,微透镜阵列轮廓清晰,验证了系统具备对高光物体、狭缝以及透明物体表面的测量能力。
倪赫[8]（2019）在《基于误差反向传播原理的结构探测超分辨显微技术研究》文中研究指明光学显微镜在工业精密测量和生物成像领域中一直扮演着重要的角色,特别是在生物成像领域,分子荧光探针特异性标记技术的发展使得光学显微镜变得愈加不可替代,其非接触、无损、可动态实时观测特性是其他非光学显微测量手段难以具备的。但是,众所周知的光学衍射极限严重限制了其空间分辨能力,提升光学显微镜的空间分辨力是工业精密测量、精密制造、生物制药、活体细胞成像等众多前沿领域的迫切需求。本课题“基于误差反向传播原理的结构探测超分辨显微技术研究”主要针对生物成像领域,旨在通过结构探测方法实现对生物荧光样品的超分辨。结构探测方法可在不改变现有激光扫描显微系统结构的前提下相对宽场显微系统提升2倍的横向分辨力,与宽场结构照明技术相比,在激光扫描显微系统探测臂中实现的结构探测方法在原理上具备层析能力,而且通过结构探测超分辨可在长波照明条件下获得短波照明的分辨力,更长的激发波长意味着更大的探测深度及更小的光毒性和光漂白问题,更有利于生物细胞成像。但是,传统结构探测技术从结构照明技术发展而来,仍需使用余弦函数探测并进行频谱重构,而实际的光学显微系统不可能完全理想,任何器件的参数或位置偏差都会导致探测函数与理论值的差异,而频谱重构过程又会引入新的误差,导致结构探测超分辨成像分辨力的降低。另外,结构探测技术必须首先通过CCD/CMOS逐点采集光斑图像,再由计算机通过数字图像处理实现“虚拟”探测和图像重建,其原始光斑图像的逐点采集方式导致传统结构探测技术的成像速度极其低下,远远无法满足快速成像需求。本课题首先分析了在激光扫描显微系统探测臂中的结构性非均匀探测理论,证明在激光扫描显微系统中的结构探测方法与宽场显微系统中的结构照明方法同样具备基于频带扩展的超分辨成像能力。然后建立了基于单个神经元的结构探测超分辨模型,通过误差反向传播算法实现对结构探测函数的求解。此外,本课题针对传统结构探测技术的原有图像采集方式对成像速度的限制问题,研究了基于时空调制原理的阵列式并行结构探测快速成像方法,在实现超分辨的同时显着提高结构探测成像速度。本课题主要工作内容如下:（1）针对结构探测函数的优化问题,提出并研究了基于误差反向传播原理的结构探测超分辨显微成像方法,以激光扫描显微系统探测臂的结构探测超分辨理论为基础,建立基于单个神经元的结构探测超分辨模型,通过结构探测函数与探测光斑图像的一次结构探测直接重建超分辨图像,消除传统结构探测方法的多次探测和频谱重构过程。首次在结构探测显微系统中引入误差反向传播方法并建立了基于该方法的结构探测函数优化模型,即样品参考图像与实际结构探测重建图像之间的误差通过反向传播实现对结构探测函数中权值的调整,解决因余弦结构探测函数误差导致的分辨力下降问题。设计并编写了基于Visual Studio MFC的高效结构探测函数计算软件,通过仿真模拟激光扫描显微镜对样品扫描探测,仿真证明,系统横向分辨力提升为宽场显微系统的2倍。（2）针对传统结构探测技术中的图像采集效率问题,提出并研究了基于时空调制原理的阵列式并行结构探测成像方法,在激光扫描显微系统中,使用CCD/CMOS在激光扫描显微系统中采集光斑图像,基于时空调制原理对光源强度在时间上进行脉冲调制和空间上进行位置扫描累积形成阵列光斑图像。通过对激光二极管和扫描振镜的高速调制,实现对低速相机的时分复用,达到高速阵列式光斑图像采集的目的。在实验中,设置N×N的采集阵列,将采集图像总数减少为原来的1/N2,通过减少图像采集数量提高数据采集速度,可在不增加系统结构、不降低扫描精度、不损失分辨力的前提下,显着提高结构探测方法的成像速度。最后,搭建基于时空调制的阵列式并行结构探测成像系统,对标准鉴别力板进行超分辨成像测试,获得了超过1.6倍的横向分辨力提升。对荧光标记的人类宫颈癌细胞（HeLa细胞和SiHa细胞）进行超分辨成像测试,获得了约1.8倍的横向分辨力提升。验证了基于误差反向传播原理的结构探测超分辨方法对生物荧光样品成像的有效性,且在激光扫描显微系统中通过时空调制实现了快速的结构探测超分辨成像。
廖九零[9]（2018）在《基于频谱编码的生物组织三维显微成像研究》文中指出频谱编码成像技术（Spectrally Encoded Imaging,SEI）是一种新型快速生物组织成像技术,该技术基于光栅分光实现波长对空间位置的编码,具有结构简单、成像速度快、便于内窥化的优点。本文针对频谱编码成像系统的设计、成像性能分析及小型化应用展开了研究,实现了对生物组织高分辨三维成像,主要研究内容如下:首先,基于光栅方程推导了系统的横向分辨率、可分辨点数和视场计算公式,对比了干涉式和共焦式频谱编码成像系统进行深度成像的特性。为了确定频谱编码成像中准直光斑、物镜焦距等参数对成像质量的影响,首先建立了准直光斑尺寸及物镜焦距与分辨率及视场之间的关系,然后搭建了一台基于连续光源的干涉式频谱编码成像系统。采用不同大小准直光斑,不同焦距的聚焦物镜来测试分辨率和视场等参数,通过干涉方法获得了载玻片及洋葱样品深度图像。结果表明物镜焦距越大,横向视场越大,分辨率越差;可分辨点数随着物镜焦距的变化并未发生大的改变;光斑越大横向分辨率越好,与理论分析相符。干涉式频谱编码成像系统横向分辨率与纵向分辨率相互制约。为了应用反射式光栅进行高分辨频谱编码成像,搭建了一套基于大数值孔径物镜的共焦式频谱编码成像系统。采用反射式光栅可以克服由透射式光栅的玻璃基底引入的色散及光功率衰减。测得沿编码线方向横向分辨率为1.72μm,视场中心处纵向分辨率为24.8μm,视场为430μm。对离体猪肝组织不同横向部位进行了成像,对离体鸡心组织及猪肾组织以深度间隔为10μm 进行成像,证明了基于反射式光栅的频谱编码成像系统实现生物组织高分辨深度成像的可行性。为了提高基于扫频光源的频谱编码成像系统的信噪比,提出了利用平衡探测器进行平衡探测以获得较高的信号放大倍率和消除部分与光强无关的噪声的方法。相比于探测器实时监控端的低频响应输出,采用平衡探测的方法使得信噪比得到了提高。洋葱样品图像平均信噪比由16.2 dB提高到22.9 dB,猪胃小凹样品图像平均信噪比由11.4dB提高到16.6dB。为了克服常见频谱编码探头采用侧前向照明导致编码线视场减小的问题,设计了一套小型的准垂直侧向照明频谱编码成像系统。整个探头尺寸为50mm（长）×30mm（宽）×40mm（高）,入射光方向与衍射光方向成84°,测得编码线视场为1.46mm,与理论值接近,横向分辨率和纵向分辨率分别为3.63 μm和130 μm,通过对离体猪小肠组织和在体手指皮肤成像来验证生物组织成像性能。
杜立辉[10]（2012）在《激光共焦扫描荧光显微内窥镜研究》文中研究表明激光共焦扫描显微内窥镜凭借其能实现高分辨率的实时组织学诊断和一定深度的断层扫描成像,已经成为当前研究的热点。医生通过激光共焦扫描显微内窥镜不仅能观察人体内脏器官表面的组织形态,而且可以深入表皮细胞无需取样即可诊断病变情况,还可以使用荧光对比剂,特异性强,操作简单。目前,激光共焦扫描内窥镜虽然已经有少数商用产品面市,但是多采用光纤束方案,鲜有国内产品,因此研究激光共焦内窥镜有重要意义本文研制了一种激光共焦扫描荧光显微内窥镜,采用望远式显微内窥光学系统,同时实现长距离的图像中继传输、远心f-theta光学扫描和显微内窥成像功能。X,Y方向共焦扫描由双振镜实现,Z轴扫描由压电马达实现,低噪声扫描控制信号由嵌入式系统产生,通过三者结合完成三维共聚焦扫描。激光共焦扫描显微内窥镜采用小型化设计方案,主要工作内容包括以下三部分：（一）设计完成大视场、大数值孔径、长距离图像中继传输的显微内窥成像光学系统,将激光耦合进体内组织,并将荧光信号耦合至体外探测器,在获得高分辨率和高对比度荧光图像的同时,缩小内窥镜探头直径。最终探头外径尺寸为8 mm,工作长度为250.3 mm,可通过标准腹腔镜手术孔进行体内显微内窥成像；（二）采用3 mm通光孔径的小尺寸平面反射镜实现体外共焦扫描,摆动频率为100 Hz,扫描范围达到600μm,由嵌入式系统控制实现X,Y快速共焦扫描；（三）样品含有荧光试剂,激光激发后高灵敏度PMT器件探测并成像,上传至PC实现图像重建和处理。激光控制和荧光探测仅通过电缆和光纤与共焦扫描显微内窥镜前端连接,将扫描机构放置在体外,减小了显微内窥镜的前端尺寸和重量。通过实验验证,本系统的成像视场为（?）600μm,光学分辨率为2.2μm,获得图像分辨率为512*320,每4S采集一帧图像。本系统可进一步发展为三维共焦显微成像系统,采用手持式或者其他方式工作,进行体内组织的共焦扫描成像,真正实现微创、在体的荧光显微内窥术。
二、光纤共焦扫描显微成像技术的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光纤共焦扫描显微成像技术的研究（论文提纲范文）
（1）基于并行探测的微分超分辨显微方法与系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 显微仪器的发展历程 |
| 1.2 几种远场荧光显微方法概括及其优化 |
| 1.2.1 荧光显微镜基本原理 |
| 1.2.2 几种基于点照明荧光超分辨显微方法介绍 |
| 1.2.3 光场优化实施方法概括 |
| 1.2.4 点扫描荧光显微成像速度提升方法概括 |
| 1.3 国内外光学显微仪器发展现状对比 |
| 1.3.1 国外光学显微仪器发展现状 |
| 1.3.2 国内光学显微仪器发展现状 |
| 1.3.3 光学显微仪器的发展与不足 |
| 1.4 本文主要结构与创新点 |
| 1.4.1 本文的主要结构 |
| 1.4.2 本文的创新点 |
| 第2章 双色荧光辐射微分超分辨显微系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 荧光辐射微分超分辨显微机理 |
| 2.2.1 共聚焦荧光显微成像过程简要分析 |
| 2.2.2 荧光辐射微分超分辨显微方法 |
| 2.3 双色荧光辐射微分超分辨显微系统设计 |
| 2.3.1 系统结构与硬件 |
| 2.3.2 交互软件开发 |
| 2.4 系统测试 |
| 2.5 双色荧光辐射微分显微系统小型化 |
| 2.5.1 系统小型化分析 |
| 2.5.2 小型化双色荧光辐射微分显微系统设计及成像结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于并行探测与空间光调制器的微分超分辨显微方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于并行探测的像素重组图像扫描超分辨显微方法 |
| 3.2.1 像素重组图像扫描超分辨显微方法基本原理 |
| 3.2.2 并行探测超分辨显微系统描述 |
| 3.2.3 基于归一化正交相关算法准确获取小孔平移量方法 |
| 3.2.4 实验效果 |
| 3.3 基于SLM的像素重组三维荧光辐射微分超分辨显微方法 |
| 3.3.1 研究背景 |
| 3.3.2 LCOS-SLM相位调制原理 |
| 3.3.3 理论模型 |
| 3.3.4 系统结构 |
| 3.3.5 泽尼克像差矫正 |
| 3.3.6 系统调试 |
| 3.3.7 实验效果 |
| 3.3.8 分析与讨论 |
| 3.4 基于SLM共路调制的并行荧光辐射微分超分辨显微方法 |
| 3.4.1 传统FED方法缺陷分析 |
| 3.4.2 cpFED基本原理 |
| 3.4.3 cpFED系统结构 |
| 3.4.4 cpFED调试过程 |
| 3.4.5 实验效果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于空间光调制器的多模式荧光超分辨显微系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多模式超分辨荧光显微仪器设计 |
| 4.2.1 多模式超分辨荧光显微仪器功能指标及整体设计 |
| 4.2.2 相位调制模块硬件设计 |
| 4.2.3 振镜扫描模块硬件设计 |
| 4.3 多模式超分辨荧光显微仪器软件系统设计 |
| 4.3.1 软件框架设计 |
| 4.3.2 内存优化设计 |
| 4.3.3 振镜扫描模块软件设计 |
| 4.3.4 相位调制模块软件设计 |
| 4.3.5 TCSPC二进制文件解析算法 |
| 4.3.6 软件拓展方法 |
| 4.4 仪器应用与效果 |
| 4.4.1 双色PRISM实验效果 |
| 4.4.2 双色3D PRFED实验效果 |
| 4.4.3 双色cpFED实验效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（2）反射式共聚焦与受激拉曼散射系统显微成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景意义 |
| 1.2 显微镜的发展概况 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第二章 显微镜的基础理论 |
| 2.1 光与生物组织的相互作用 |
| 2.2 激光共聚焦显微镜基本原理 |
| 2.3 国外竞品皮肤反射式共聚焦显微镜概况 |
| 2.4 皮肤组织疾病检测相关技术原理比较 |
| 2.4.1 皮肤镜成像 |
| 2.4.2 超声成像 |
| 2.4.3 光学相干断层成像OCT |
| 2.4.4 双光子成像与二次谐波 |
| 2.4.5 光声成像 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 皮肤共聚焦显微镜光学成像技术 |
| 3.1 共聚焦光路总体设计 |
| 3.1.1 基于共振振镜结构的光路设计 |
| 3.1.2 基于多面镜Polygon的光路设计 |
| 3.2 远心成像光路与照明光路设计 |
| 3.3 参数计算与光学设计仿真 |
| 3.4 变尺度评价方法 |
| 3.4.1 基本推导 |
| 3.4.2 数值仿真 |
| 3.4.3 试验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 共聚焦显微镜的声热传导特性研究 |
| 4.1 结构组成与关键件力学特性分析 |
| 4.2 热特性分析 |
| 4.3 噪声分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 共聚焦显微镜扫描成像控制方法研究 |
| 5.1 组合振镜控制方法 |
| 5.2 数据信号采集模块 |
| 5.3 图像算法处理 |
| 5.3.1 图像畸变校正算法 |
| 5.3.2 图像重建与拼接算法 |
| 5.4 多面体转镜Polygon控制方法 |
| 5.5 成像试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 受激拉曼散射显微镜系统搭建研究 |
| 6.1 SRS原理 |
| 6.1.1 成像机制 |
| 6.1.2 高光谱与多色成像 |
| 6.1.3 灵敏度与可探测性 |
| 6.1.4 穿透能力 |
| 6.1.5 SRS在生物学领域的应用 |
| 6.2 生物光子显微镜系统平台设计与搭建 |
| 6.2.1 锁相放大器的基本原理 |
| 6.3 活细胞成像装置设计 |
| 6.4 活细胞成像试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图表目录 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）多色激光扫描共聚焦荧光显微内窥系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 激光扫描共聚焦显微镜的发展概况 |
| 1.1.1 高分辨率内窥成像技术的需求 |
| 1.1.2 激光扫描共聚焦显微镜的原理 |
| 1.1.3 激光扫描共聚焦显微镜的发展 |
| 1.1.4 激光扫描共聚焦显微镜的应用 |
| 1.2 激光共聚焦显微内窥成像技术及其发展 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 多色激光扫描共聚焦荧光显微内窥系统的设计 |
| 2.1 多色激光共聚焦内窥系统研制的必要性 |
| 2.2 系统的硬件部分 |
| 2.2.1 系统光路 |
| 2.2.2 系统光源的选择 |
| 2.2.3 扫描系统的设计 |
| 2.2.4 光纤束和微型物镜 |
| 2.2.5 光纤探头的设计和组装 |
| 2.3 系统的软件部分 |
| 2.4 系统的性能参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多色激光扫描共聚焦荧光显微内窥系统的成像研究 |
| 3.1 植物细胞的成像实验 |
| 3.2 擦镜纸的成像实验 |
| 3.3 细胞的成像实验 |
| 3.3.1 细胞样品的制备和染色 |
| 3.3.2 细胞成像实验 |
| 3.4 动物组织成像实验 |
| 3.4.1 动物组织样品的制备和染色 |
| 3.4.2 组织成像实验 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 多色激光扫描共聚焦荧光显微内窥系统的应用 |
| 4.1 纳米药物与肿瘤治疗 |
| 4.2 基于本系统对纳米药物的体内动力学研究 |
| 4.3 激光共聚焦显微内窥系统的小动物活体成像 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.1.1 本文的主要工作 |
| 5.1.2 本文的创新点 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 导师评语 |
| 答辩委员及决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（4）高速低畸变共焦扫描成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 高速共焦扫描技术介绍 |
| 1.2.1 Nipkow转盘法 |
| 1.2.2 微透镜阵列共焦成像 |
| 1.2.3 线扫描共焦成像 |
| 1.2.4 谐振镜扫描成像 |
| 1.3 畸变校正方法研究现状 |
| 1.3.1 光学系统标定方法 |
| 1.3.2 谐振镜扫描畸变校正 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 高速共焦扫描成像系统分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 点扫描共焦显微成像原理 |
| 2.3 共焦扫描成像系统图像失真组成分析 |
| 2.3.1 线性成像模型 |
| 2.3.2 镜头畸变 |
| 2.3.3 谐振镜扫描畸变 |
| 2.3.4 图像错位 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双向高速共焦扫描成像系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 共焦扫描系统硬件 |
| 3.2.1 二维扫描装置 |
| 3.2.2 扫描控制与数据采集装置 |
| 3.3 双向扫描电路设计 |
| 3.3.1 双向扫描电路时序设计 |
| 3.3.2 基于FPGA的双向扫描电路设计 |
| 3.3.3 双向扫描电路仿真 |
| 3.4 高速共焦横向扫描程序设计 |
| 3.4.1 装置预热程序 |
| 3.4.2 数据采集与控制程序 |
| 3.4.3 图像后期处理程序 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 共焦扫描成像系统图像失真校正 |
| 4.0 引言 |
| 4.1 基于单幅图像的畸变校正算法研究 |
| 4.1.1 Harris算子特征提取 |
| 4.1.2 基于角点响应函数拟合的亚像素特征点定位 |
| 4.1.3 内外参数的初步求解 |
| 4.1.4 畸变参数的初步求解 |
| 4.1.5 基于模拟退火算法的整体参数优化 |
| 4.2 基于特征匹配的错位校正算法研究 |
| 4.2.1 Brief描述子 |
| 4.2.2 基于汉明距离与RANSAC算法的特征匹配 |
| 4.2.3 图像错位量计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 高速共焦扫描实验结果与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双向扫描电路测试 |
| 5.2.1 FPGA实际输出波形测试 |
| 5.2.2 双向扫描功能验证 |
| 5.3 共焦实验装置搭建 |
| 5.3.1 反射式共焦实验装置光路 |
| 5.3.2 反射式共焦实验装置固定座 |
| 5.3.3 反射式共焦实验装置调试 |
| 5.4 畸变校正算法验证实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于飞秒激光的相干扫描表面形貌测量技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 静态表面高精密形貌测量技术及其研究现状 |
| 1.2.1 触针式表面轮廓仪 |
| 1.2.2 非光学扫描显微镜 |
| 1.2.3 光学相移干涉测量系统 |
| 1.2.4 相干扫描干涉表面形貌测量系统 |
| 1.2.5 共焦显微镜 |
| 1.2.6 光谱分辨干涉表面形貌测量 |
| 1.2.7 数字全息显微镜 |
| 1.3 超高时间分辨力动态表面测量技术及其研究现状 |
| 1.3.1 光谱成像干涉技术 |
| 1.3.2 超快数字全息显微镜 |
| 1.3.3 光谱时空编码成像显微镜 |
| 1.3.4 超快空间相移干涉仪 |
| 1.4 课题的意义和作者主要工作及创新 |
| 第二章 飞秒激光空间相干性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光源空间相干性测量理论 |
| 2.3 飞秒激光空间相干性测量系统构成 |
| 2.3.1 分波前杨氏双缝干涉系统 |
| 2.3.2 分振幅Michelson干涉系统 |
| 2.4 飞秒激光相干性测量结果分析 |
| 2.5 光源相干性对光学干涉表面形貌测量的影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 大视场粗糙表面低相干扫描形貌测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相干扫描干涉系统及测量理论 |
| 3.2.1 大视场相干扫描干涉表面形貌测量系统 |
| 3.2.2 飞秒激光相干扫描干涉理论 |
| 3.2.3 相干扫描干涉中的零级条纹识别算法 |
| 3.3 粗糙表面低相干干涉系统配置及光强调制 |
| 3.4 测量结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 飞秒激光重复频率扫描多目标表面形貌测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测量系统构成 |
| 4.3 飞秒激光扫频脉冲干涉原理 |
| 4.4 光纤飞秒激光器的重复频率控制 |
| 4.4.1 重复频率控制方法 |
| 4.4.2 重复频率控制精度分析 |
| 4.5 干涉系统光纤光路延时设计 |
| 4.6 fr扫描相干干涉的表面形貌重构算法 |
| 4.7 测量结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 光纤飞秒激光脉冲数字全息干涉技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单脉冲数字全息干涉方法 |
| 5.2.1 数字全息干涉记录 |
| 5.2.2 数字全息干涉再现 |
| 5.2.3 数字全息再现算法 |
| 5.2.4 单脉冲数字全息干涉 |
| 5.3 基于声光调制器的光纤飞秒激光降频 |
| 5.3.1 声光调制器降频工作原理 |
| 5.3.2 声光调制降频实验结果 |
| 5.4 低重复频率飞秒激光放大与成像噪声 |
| 5.4.1 激光放大工作原理及自发辐射噪声 |
| 5.4.2 ASE噪声对单脉冲干涉成像的影响 |
| 5.5 单脉冲干涉ASE噪声的抑制方法 |
| 5.5.1 时间平均相位调制技术 |
| 5.5.2 相邻脉冲干涉技术 |
| 5.5.3 串联脉冲选择技术 |
| 5.5.4 非线性倍频技术 |
| 5.5.5 几种ASE噪声抑制方法对比 |
| 5.5.6 飞秒激光脉冲时间对比度测量 |
| 5.6 声致薄膜振动动态表面测量 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 光声波的瞬时二维平面测量 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光声波激发及传播原理 |
| 6.2.1 调制连续激光光热效应的热传导 |
| 6.2.2 脉冲激光光热效应的热传导 |
| 6.2.3 光传播介质内光声压与折射率的关系 |
| 6.3 单脉冲数字全息泵浦探测系统设计 |
| 6.4 单脉冲数字全息泵浦探测实验结果 |
| 6.4.1 掺镱光纤激光放大器ASE噪声抑制结果 |
| 6.4.2 泵浦探测结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究内容和创新点 |
| 7.2 论文研究工作的进一步展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（6）大景深轴向高分辨光声显微成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 英文缩写名称一览表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的 |
| 1.2 光声成像技术研究 |
| 1.3 大景深轴向高分辨光声显微成像系统的研究 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 2 快速轴向扫描实现轴向大景深方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 快速轴向扫描方案设计 |
| 2.3 快速轴向扫描光声显微成像系统 |
| 2.4 小鼠活体成像 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轴向调制理论基础 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴向调制基本原理 |
| 3.3 轴向调制重构算法 |
| 3.4 轴向调制仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 轴向调制成像系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轴向结构光的产生 |
| 4.3 轴向调制成像系统搭建 |
| 4.4 轴向高分辨测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 轴向高分辨成像 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单细胞成像 |
| 5.3 活体成像 |
| 5.4 红细胞凝聚水平判断 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要内容及结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间主要成果 |
（7）基于DMD共焦三维测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景、目的和意义 |
| 1.2 国内外的研究现状以及分析 |
| 1.2.1 国外共焦技术研究现状 |
| 1.2.2 国内共焦技术研究现状 |
| 1.3 课题目标以及本文研究内容 |
| 第2章 共焦技术原理及DMD用于共焦检测的可行性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 共焦技术原理 |
| 2.3 并行共焦技术理论分析 |
| 2.4 并行共焦技术的特性 |
| 2.4.1 共焦系统横向分辨率和扫描范围 |
| 2.4.2 共焦系统纵向分辨率和扫描范围 |
| 2.5 数字微镜器件(DMD) |
| 2.5.1 数字微镜器件介绍 |
| 2.5.2 DMD用于共焦测量系统可行性分析 |
| 2.5.3 DMD用于共焦测量优点分析 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 基于DMD的并行共焦检测系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于DMD的并行共焦检测系统设计 |
| 3.3 系统特性分析 |
| 3.3.1 系统分辨率分析 |
| 3.3.2 DMD空间光调制模型 |
| 3.4 系统误差分析 |
| 3.5 成像端镜头的设计与验证 |
| 3.6 投影镜头的设计与比较 |
| 3.6.1 望远光路投影系统 |
| 3.6.2 工业镜头投影系统 |
| 3.7 基于DMD的共焦测量系统的搭建 |
| 3.8 系统图像采集 |
| 3.9 小结 |
| 第4章 DMD扫描阵列 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 点阵列式扫描 |
| 4.2.1 两种点阵列扫描方法 |
| 4.2.2 阵列点的大小和间距和系统纵向响应曲线的关系 |
| 4.3 多线阵列式扫描 |
| 4.3.1 多线阵列式扫描原理 |
| 4.3.2 多线阵列式扫描纵向响应比较 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于DMD的并行共焦系统数据处理和重建拟合算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维坐标的获取 |
| 5.2.1 x-y坐标的获取 |
| 5.2.2 x-y坐标中心点矫正 |
| 5.3 z坐标的获取 |
| 5.3.1 最大值搜索法 |
| 5.3.2 拟合算法 |
| 5.3.3 系统z坐标标定 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 实验结果及分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 标准块的测量 |
| 6.2.1 阶梯测量 |
| 6.2.2 狭缝测量 |
| 6.3 透明物体的测量 |
| 6.3.1 玻璃的响应曲线 |
| 6.3.2 微镜阵列的测量 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（8）基于误差反向传播原理的结构探测超分辨显微技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 主要超分辨显微技术研究现状 |
| 1.2.1 基于荧光激发区域压缩的超分辨方法 |
| 1.2.2 基于荧光单分子定位的超分辨方法 |
| 1.2.3 结构照明超分辨显微成像方法 |
| 1.2.4 结构探测超分辨显微成像方法 |
| 1.3 本课题所涉及的科学问题 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第2章 基于结构探测的超分辨显微成像原理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 照明臂与探测臂结构性调制实现超分辨的等效性分析 |
| 2.2.1 结构照明原理简介 |
| 2.2.2 基于光源强度时空调制扫描的结构照明原理 |
| 2.2.3 探测臂的结构性调制原理 |
| 2.3 虚拟结构探测方法的超分辨原理分析 |
| 2.3.1 虚拟结构探测原理 |
| 2.3.2 虚拟结构探测仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于误差反向传播原理的结构探测超分辨显微成像方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于误差反向传播的虚拟结构探测超分辨原理分析 |
| 3.3 基于误差反向传播的计算程序设计及仿真验证 |
| 3.3.1 基于误差反向传播的计算程序设计 |
| 3.3.2 BPESD超分辨方法的仿真扫描显微成像验证 |
| 3.3.3 BPESD超分辨方法中参考图像选取对计算结果的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于时空调制原理的阵列式并行结构探测超分辨成像方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于时空调制扫描的阵列式并行结构探测成像方法 |
| 4.2.1 时空调制阵列式成像原理分析 |
| 4.2.2 阵列式成像系统搭建 |
| 4.2.3 扫描电压标定及阵列成像测试 |
| 4.3 基于BPESD方法的超分辨图像重建 |
| 4.3.1 结构探测函数计算 |
| 4.3.2 结构探测图像重建 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 生物荧光样品超分辨实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 生物荧光样品超分辨成像测试 |
| 5.2.1 BPESD超分辨方法的验证实验设计 |
| 5.2.2 量子点荧光样品制备及测试 |
| 5.2.3 结构探测函数计算 |
| 5.2.4 结构探测函数的验证以及与传统结构探测方法的对比 |
| 5.2.5 生物样品超分辨成像及分辨力测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于频谱编码的生物组织三维显微成像研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 光栅分光编码简介 |
| 1.2 SEI功能分类 |
| 1.2.1 三维成像 |
| 1.2.2 彩色成像 |
| 1.2.3 内窥成像 |
| 1.2.4 多通道成像 |
| 1.2.5 快速成像 |
| 1.2.6 荧光成像 |
| 1.3 SEI应用 |
| 1.3.1 血细胞计数 |
| 1.3.2 眼底镜 |
| 1.3.3 病理检查 |
| 1.4 目前存在的主要问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 1.6 课题来源 |
| 2 频谱编码成像基本理论 |
| 2.1 基本原理 |
| 2.1.1 编码原理 |
| 2.1.2 解码原理 |
| 2.2 编码分辨率及视场 |
| 2.3 干涉法测量法 |
| 2.4 共焦式测量法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于连续光源的干涉式频谱编码成像系统研制 |
| 3.1 视场和分辨率计算方法 |
| 3.2 系统设计 |
| 3.2.1 光源 |
| 3.2.2 样品臂 |
| 3.2.3 光谱仪 |
| 3.2.4 参考臂 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 焦距对横向分辨率的影响 |
| 3.3.2 入射光斑大小对横向分辨率的影响 |
| 3.3.3 载玻片深度成像测试 |
| 3.3.4 洋葱干涉成像测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于反射式光栅的频谱编码共焦成像系统研制 |
| 4.1 反射光栅与透射式光栅 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.2.1 样品臂 |
| 4.2.2 光谱仪 |
| 4.3 系统成像性能 |
| 4.3.1 横向分辨率 |
| 4.3.2 纵向分辨率 |
| 4.3.3 视场 |
| 4.4 生物组织成像结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 平衡探测法提高信噪比 |
| 5.1 扫频光源探测优点 |
| 5.2 光电探测器噪声 |
| 5.3 系统结构 |
| 5.3.1 光源与光栅 |
| 5.3.2 探测臂设计 |
| 5.3.3 基于LabVIEW的软件设计 |
| 5.4 平衡探测法 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 5.5.1 光谱 |
| 5.5.2 横向分辨率 |
| 5.5.3 生物样品成像测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 小型准垂直侧向照明频谱编码成像系统研究 |
| 6.1 表皮成像小型化设计目标 |
| 6.2 探头设计 |
| 6.3 系统结构 |
| 6.4 成像性能测试 |
| 6.5 组织成像 |
| 6.6 讨论 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）激光共焦扫描荧光显微内窥镜研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 医用内窥镜发展概述 |
| 1.2 激光共焦显微内窥镜国内外技术现状和发展 |
| 1.3 课题研究内容和论文结构 |
| 第二章 激光共焦扫描荧光显微内窥镜系统方案 |
| 2.1 激光共焦显微内窥镜系统方案的提出 |
| 2.2 系统方案分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 望远式传像系统设计 |
| 3.1 望远式传像物镜结构 |
| 3.2 物镜性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 扫描系统设计 |
| 4.1 嵌入式控制系统设计 |
| 4.1.1 硬件电路整体设计 |
| 4.1.2 主控芯片选择 |
| 4.1.3 DA数据转化 |
| 4.1.4 信号采集 |
| 4.1.5 电源设计 |
| 4.2 控制时序设计 |
| 4.3 图像重建及处理 |
| 4.3.1 数据采集软件设计 |
| 4.3.2 软件界面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 激光共焦扫描荧光显微内窥镜实验 |
| 5.1 标准分辨率板实验 |
| 5.2 小鼠膈肌切片实验 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
四、光纤共焦扫描显微成像技术的研究（论文参考文献）
- [1]基于并行探测的微分超分辨显微方法与系统研究[D]. 张智敏. 浙江大学, 2021(01)
- [2]反射式共聚焦与受激拉曼散射系统显微成像技术研究[D]. 王方雨. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020
- [3]多色激光扫描共聚焦荧光显微内窥系统的研究[D]. 栗向. 深圳大学, 2020(01)
- [4]高速低畸变共焦扫描成像技术研究[D]. 谈仕豪. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]基于飞秒激光的相干扫描表面形貌测量技术研究[D]. 陆洋. 合肥工业大学, 2019(01)
- [6]大景深轴向高分辨光声显微成像方法研究[D]. 宋贤林. 华中科技大学, 2019
- [7]基于DMD共焦三维测量关键技术研究[D]. 李奇锋. 深圳大学, 2019(09)
- [8]基于误差反向传播原理的结构探测超分辨显微技术研究[D]. 倪赫. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [9]基于频谱编码的生物组织三维显微成像研究[D]. 廖九零. 南京理工大学, 2018(07)
- [10]激光共焦扫描荧光显微内窥镜研究[D]. 杜立辉. 浙江大学, 2012(07)