泽尔尼克与相衬显微镜

相衬法是通过空间滤波器将物体的位相信息转换为相应的振幅信息，用改变频谱的位相来改善透明物体成像的反衬度，从而提高透明物体的可分辨性，泽尔尼克首先提出相衬法并发明了相衬显微镜．相衬显微镜现已在生物学、医学、晶体学、高分子材料结构性能的研究和矿物晶体微形貌学进行晶体表面生长的动态观察中获得了相当好的效果．     

普通显微镜改装成相衬显微镜的一种新方法

本文提出了一种新的相衬显微镜的光路系统,这种系统非常适用于将普通显微镜改装成相衬显微镜。首先,叙述了相衬法的基本原理;接着提出了一种将相衬板置于物镜前方的相衬显微镜系统,并运用傅里叶光学证明了在非柯勒照明条件下在物镜前方确实存在物体的频谱面。这种相衬显微镜系统对于将普通显微镜改装成相衬显微镜来说,不仅简单实用,而且杂散光小,有利于提高灵敏度。     

相位物体的相位检测分析方法

介绍了相位物体的相位检测方法,包括传统的暗场法、纹影法和相衬法,重点介绍基于图像处理的相位物体的双点源光束干涉测量与扫描成像方法,并比较它们的优缺点,同时对目前的研究进展进行了综述.     

X射线相位成像的最佳衬度

根据Zernike相衬观察法的基本思想和Fresnel–Kirchhoff衍射理论,采用傅里叶变换和卷积处理,考虑到临床实际,利用振幅近似和相位缓变条件,将X射线经过生物组织产生的相位改变转换成强度分布.在所导出的理论公式的基础上,作出相位衬度和吸收衬度与物平面到像平面距离的关系曲线.分析得到X射线相位衬度成像的最佳物像距离,并通过微聚焦X射线成像装置对蟑螂成像的实验加以验证,其结果表明理论所预言的成像最佳位置符合度较高.     

利用压电力显微镜研究PMN-30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变(英文)

本文总结了我们近年来利用压电力显微镜(PFM)研究PMN 30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变的结果。选择PMN-30%PT晶体是因为该组分在超声传感器等应用方面具有最大的潜力。铁电畴的观察是基于反压电现象;具体来讲就是当交变电场通过原子力显微镜探针加到晶体表面时,会引起晶体表面的起伏振荡,而锁相放大器可以解出该振荡信号的振幅和相位角;其中振幅衬度反映了压电系数d_(33)的大小,而相位衬度则反映了铁电畴的极化方向。文中介绍了平面内以及垂直平面的PFM成像技术,并演示了影响畴的图像的一些因素,其中包括静电荷效应,表层效应和机械抛光的影响。本文还利用有限元模型对PFM成像原理进行了模拟分析。着重研究了晶体中铁电畴的尺寸分布,畴与晶体取向,时间和温度的相关性,以及畴的演变过程。     

应当注意暗场法和相衬法的适用条件

《物理》第17卷第11期(1988)所载文章《若干文献中关于暗场法和相衬法的错误表述应当修正》(以下称《应》文)中的结论值得商榷.暗场法和相衬法是两种观察位相物体的方法,使用这些方法是有条件的.这可以从以下的推导中看出来. 假定弱位相物体的透射率为 t(x,y)=[j　(x,y)]=1十　j(x,y), (1)只有认为零频部分主要由1决定,才能得出结论说,在成象面上光场复振幅为(取反射坐标) t’(x,y) (x,y)(暗场法),(2) t’(x,y)　　　　　　(x,y)(相衬法).(3)然而,认为零频主要由1决定是一种近似的说法,它并不等于认为(1)式中的J (x,y)对零频无贡献.大多数…     

利用压电力显微镜研究PMN-30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变

本文总结了我们近年米利用压电力显微镜(PFM)研究PMN-30%PT单晶体中铁电畴的结构及其演变的结果.选择PMN-30%PT品体是因为该组分在超声传感器等应用方面具有最大的潜力.铁电畴的观察是基于反压电现象;具体来讲就是当交变电场通过原子力显微镜探针加到晶体表面时,会引起品体表面的起伏振荡,而锁相放大器可以解出该振荡信号的振幅和相位角;其中振幅衬度反映了压电系数d33的大小,而相位衬度则反映了铁电畴的极化方向.文中介绍了平面内以及垂直平面的PFM成像技术,并演示了影响畴的图像的一些因素,其中包括静电倚效应,表层效应和机械抛光的影响.本文还利用有限无模型对PFM成像原理进行了模拟分析.着重研究了晶体中铁电畴的尺寸分布,畴与晶体取向,时间和温度的相关性,以及畴的演变过程.     

基于光栅相衬成像的扇束螺旋CT重建算法

X射线相位衬度成像具有极高的灵敏度,能探测到轻元素样品的内部结构,在医学、生物学和材料科学等众多领域显示出良好的应用前景。光栅成像模式可使用非相干光源进行X射线相位衬度成像,开创了非相干光源相衬成像新纪元。将螺旋CT的概念引入光栅相衬成像领域,将螺旋CT的高效率优势与光栅相位成像的高衬度优势相结合,发展X射线螺旋相位CT方法。通过分析螺旋轨迹非相干光源相位成像的特点,提出一种扇形束螺旋条件下的相位信息提取方法;而后借鉴希尔伯特滤波反投影重建算法的思想,得到扇形束螺旋相位CT重建算法。该算法利用折射角像直接重建物体的相位项。计算机仿真实验证明了该算法的有效性。     

相位恢复算法在量子关联衍射成像中的应用研究

随着研究工作的逐步深入,目前已经利用经典热光源实现了关联衍射成像,使得该技术有望在X射线以及中子衍射成像等方面得到广泛应用。在实验利用非相干光得到物体无透镜傅里叶变换频谱的基础上,采用误差消除与输入输出恢复算法,并结合过采样理论,实现了实验所用物体透射率函数的恢复。分别得到了纯振幅物体的振幅分布函数与纯相位物体的相位分布函数。此外,还讨论了实验所得傅里叶变换频谱的噪声等因素对图像恢复结果的影响。     

相衬显微镜中的部分相干光成像

本文根据部分相干光成像的理论,分析了光源的空间相干性及时间相干性对相衬显微镜成像质量的影响,并对相衬环同光源的形状及大小的匹配问题进行了讨论.结果表明,部分相干光照明将引起位相物体像的对比度下降.由于相衬环在一定程度上改变了非零频谱的特性,因此像面上的光强分布亦有所改变.如果对照明条件及滤波方式进行一些改进,相衬显微镜的成像质量将会得到改善.     

偏振法测葡萄糖浓度的光强分析简

通过对旋光仪三分视场内的光强分析,对“零度视场”法和“三分视场明暗对比最大”的方法进行了详细的讨论。结果表明,采用“三分视场明暗对比最大”法在多数情况下更适合人眼感光定标,可以保证测量数据精度。“零度视场”法只在相位延迟角较小,三分视场由中间暗、两边亮变化到中间亮、两边暗过程中适用性较好。     

改善水下影象衬度方法的研究

光在海水介质中传播时,由于各种因素比起在空气中传播复杂得多,因而影象光信号受到众多因素的干扰,从理论和实验两个方面分析研究表明,采用对称性照明系统是提高影象衬度的一种有效方法,我们作了对称性双光源的实验,与单光源比较影象衬度提高两倍多.     

等厚条纹对比度与暗背景光学元件

本文讨论了影响等厚条纹对比度的原因，指出了暗背景光学元件的优点。     

Self‐Referenced Measurement of Light Waves

The wave nature of light has been known for more than 100 years. However, it is still very difficult to directly sample an optical field transient on a time scale below the oscillation period. It has been naturally believed that the field oscillation can be detected only by using a reference pulse that has a shorter duration than the period of the oscillation. In this Letter, an experimental demonstration of a self‐referenced light wave measurement is shown. Frequency‐resolved optical gating capable of carrier‐envelope phase determination was used to measure the complete electric field evolution of a 21‐fs few‐cycle pulse without any reference pulses. A second harmonic generation frequency‐resolved optical gating spectrogram and an interferogram between second harmonic and self‐diffraction signals were simultaneously recorded. The phase‐controlled light waves of few‐cycle pulses were clearly observed by using this method.     

相位对比读出三维光数据存储的实验研究

使用波长800 nm、脉冲宽度150f s的近红外激光脉冲紧聚焦到PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）和熔融石英中实现了三维逐位式光数据存储,分别记录下了5、10、 15和20层数据位点.利用相位对比光学显微原理对各层数据并行读出,实验分析了各层数据位点的读出对比度的变化.结果表明:各层数据位点的折射率对比度由内至外依次增加,记录层数越多,其内部层的对比度下降越明显.由于飞秒激光脉冲与透明介质相互作用中,熔融石英内部产生的残余应力比PMMA内大,因此数据位点参数相同的情况下,利用PMMA材料记录的层数更多.     

Programmable aperture microscopy: A computational method for multi-modal phase contrast and light field imaging

We demonstrate a simple and cost-effective programmable aperture microscope to realize multi-modal computational imaging by integrating a programmable liquid crystal display (LCD) into a conventional wide-field microscope. The LCD selectively modulates the light distribution at the rear aperture of the microscope objective, allowing numerous imaging modalities, such as bright field, dark field, differential phase contrast, quantitative phase imaging, multi-perspective imaging, and full resolution light field imaging to be achieved and switched rapidly in the same setup, without requiring specialized hardwares and any moving parts. We experimentally demonstrate the success of our method by imaging unstained cheek cells, profiling microlens array, and changing perspective views of thick biological specimens. The post-exposure refocusing of a butterfly mouthpart and RFP-labeled dicot stem cross-section is also presented to demonstrate the full resolution light field imaging capability of our system for both translucent and fluorescent specimens.     

X射线相衬成像

本文介绍了近年来X射线位相衬度成像技术的发展状况，详细论述了X射线干涉相衬、衍射增强相衬，类同轴相衬和数字位相重构等几种典型的成像原理，讨论了影响成像衬度与分辨率的若干因素，并对位相成像的发展趋势作了展望。     

微缺陷对薄膜滤光片环境稳定性的影响

用热蒸发方法沉积了薄膜滤光片.并将样品分别在去离子水中浸泡10天和30天.通过分光光度计、光学暗场显微镜、及扫描电子显微镜等多种测试手段,对诱导透射滤光片在潮湿环境下的稳定性进行了研究.实验发现,在潮湿环境下滤光片产生的膜层分离都是从薄膜中微缺陷点处开始发生和发展的,微缺陷是影响滤光片环境稳定性的重要原因之一,其中杂质和针孔是滤光片中两种最常见的微缺陷.EDS能谱分析进一步表明,薄膜中杂质缺陷成分即为Al2O3膜料本身,所以不能推测,薄膜沉积中的喷溅可能是微缺陷产生的根本原因,抑制喷溅可以有效提高薄膜滤光片的环境稳定性.最后还用扩散理论对微缺陷引起滤光片失效的机理进行了分析.     

用对比法研究涡旋电场

从电流的磁场公式和涡旋电场的环流公式出发．用对比方法得出计算涡旋电场的一般公式，并解答几个基本问题。