基于偏振滤波图像增强和动态散斑照明的宽场荧光层析显微镜

提出了一种基于偏振滤波图像增强和动态散斑照明的新型宽场荧光层析显微镜. 该显微镜采用了一种新型的偏振滤波图像增强技术, 基于激发光与荧光偏振态的差异, 利用偏振器件滤除激发光; 并利用动态散斑照明实现宽场层析. 该荧光层析显微镜具有结构简单、低成本、响应速度快、容易操作等特点. 实验研究结果表明, 本文提出的滤波方案能够显著地提高图像质量, 利用动态散斑照明实现宽场层析具有较高的纵向分辨能力. 研究丰富了在荧光显微镜中, 从强激发光中提取弱荧光信号的技术手段, 为今后发展具有快速响应, 波长可调谐的多光谱荧光层析等高端的显微镜具有重要参考意义.     

非相干光对共聚焦显微镜层析能力的影响

在共聚焦显微镜中,通过系统的归一化轴向光强半高宽与探测器有效半径和非相干光源有效半径的关系曲线,获得非相干光源照明下系统光学层析能力的变化规律.发现当探测器和光源的有效半径都小于3时,系统具有较好的光学层析能力;其他情况下,系统光学层析能力下降且会受入射光场分布的影响.     

一种实现共焦显微镜空间微分成像的新方法

提出了一种实现共焦显微镜空间微分成像的新方法。为了获得空间微分图像,首先利用时间分辨技术结合互补调制技术,获得两束相位相反的调制光,然后利用这两束相位相反的调制光结合共焦扫描技术,实现共焦显微镜的空间微分成像。实验表明:这种空间微分技术可以准确实现共焦显微镜的空间微分成像,从而获得成像物体的边缘轮廓和实现边缘增强。     

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。     

原子力显微术

德国的G.Binnig和瑞士的H.Rohrer研制成功能观察到物体表面原子象的具有超高分辨率的扫描隧道显微镜(scanning tunnelingmicroscope,简记为STM),并因此而获得了1986年诺贝尔奖金物理学奖.STM的出现,导致了许多用针尖在物体表面上扫描这种形式的,但具有不同“扫描探头”的显微镜的出现.原子力显微镜(atomic force　microscope,简记为AFM)就是这类新装置中的一种. G.Binnig 早在1985年就提出了原子力显微镜的设想.STM是用隧道电流来成象的.G.Binnig想到为什么不用力来成象呢?如果能用力来成象,会比用电流来成象更优越.因为它不仅能用…     

圆柱型层析计算全息技术研究

研究了三维物体圆柱型层析计算全息技术:分别将不同深度三维物体的圆柱截面与对应的点扩展函数进行卷积后叠加获得位于全息面的物光场分布，并与参考光干涉获得计算全息图，再现该全息图可对原物体实现360°观测。首先建立三维物体圆柱型层析计算全息模型，推导系统点扩展函数与不同方向采样间隔所需满足的条件；然后通过理论与实验分析了物体不同圆柱截面半径、波长对空间频率和系统传递函数的影响，采用峰值信噪比和均方误差来评价再现图质量；最后对三维地球模型采用圆柱型层析计算全息编码，再现了不同观察角度与深度的信息。仿真结果表明，该方法对于一般三维物体360°全视场显示具有较高的应用价值。     

散斑照明宽场荧光层析显微成像技术研究

介绍了一种新的宽场荧光层析显微方法.在传统宽场显微镜中引入散斑图案照明样品,控制散斑图案的动态变化,利用CCD相机记录对应的一系列荧光图像.由于焦平面内强度变化远比焦平面外强度变化剧烈,通过合适的算法能够获得焦平面的层析分辨的荧光显微图像.标定了系统参数,并研究了不同的图像重建算法对系统性能的影响,获得了不同生物组织样品的层析图像.实验表明,该显微方法能用于组织光学切片成像,在临床医学中具有实际应用价值. 关键词： 荧光 散斑照明 荧光显微 层析     

单幅对称变形相位图分离二维变形分量的相移电子散斑干涉技术

提出了利用相移电子散斑干涉测量物体二维变形分量的方法.单光束照明的传统电子散斑干涉技术,测量得到的是一幅物体变形的混合相位场.当物体具有对称变形时,可由这一幅相位图求得二维变形分量.方法是将该相位图镜像翻转得到第二幅相位图,通过二幅相位图的叠加、复位和分离运算,获得物体的二维变形场的分量值.利用三点加载的简支梁进行了实验,给出了实验结果,并与对称光照明实验结果进行了对比,验证了该方法的正确性.     

偏振共焦扫描显微镜的成像特性研究

讨论了共焦扫描激光显微镜的纵向分辨率和信噪比对三成像的影响,给出了纵向分辨主极限判据,提出了旨在提高信噪比进而获取强表面反或弱散射物体以及偏振物体的显微结构图象的偏振共振扫描激光显微镜。     

研究原子碰撞动力学的新型“动量显微镜”

研究原子碰撞动力学的新型“动量显微镜”￥中国科学院物理研究所＠冯宝华研究原子碰撞动力学的新型“动量显微镜”一种新型的“显微镜”可以对原子分裂过程中的产物的相关运动进行观测．普通的显微镜一般显示的是一个物体的空间结构，而这种新型显微镜对在基本原子反应中产生的...     

Image formation in conventional brightfield reflection microscopes with optical sectioning property via structured illumination

We present a theoretical analysis of the image formation in conventional brightfield reflection microscopes with optical sectioning property via structured illumination. We show that the optically sectioned images obtained with this approach possess the optical sectioning strengths comparable to those obtained with the confocal microscope. We further show that the transfer function behaviour is directly comparable to that of the true confocal instrument. Some effects of spherical aberrations are included in the analysis. The theoretical considerations are compared with and confirmed by experimental results.     

Wide-field fluorescence sectioning with hybrid speckle and uniform-illumination microscopy

We describe a method of obtaining optical sectioning with a standard wide-field fluorescence microscope. The method involves acquiring two images, one with nonuniform illumination (in our case, speckle) and another with uniform illumination (in our case, randomized speckle). An evaluation of the local contrast in the speckle-illumination image provides an optically sectioned image with low resolution. This is complemented with high-resolution information obtained from the uniform-illumination image. A fusion of both images leads to a full resolution image that is optically sectioned across all spatial frequencies. This hybrid illumination method is fast, robust, and generalizable to a variety of illumination and imaging configurations.     

Image formation in structured illumination wide-field fluorescence microscopy

We present a theoretical analysis of the image formation in structured illumination wide-field fluorescence microscopy (SIWFFM). We show that the optically sectioned images obtained with this approach possess the optical sectioning strengths comparable to those obtained with the confocal microscope. We further show that the transfer function behaviour is directly comparable to that of the true confocal instrument. The theoretical considerations are compared with and confirmed by experimental results.     

Agitation-free multiphoton microscopy of oblique planes

The scanning two-photon fluorescence microscope produces optically sectioned images from the focal plane. It is sometimes desirable to acquire images from other planes of the specimen that are inclined with respect to the focal plane. In this Letter, we discuss the issues concerned with acquiring such images together with the effects of the inclination angle on image resolution and sectioning strength. To obtain images from oblique planes at high speed, a two-photon system was built wherein a novel optical system is used to provide aberration-free scanning.     

Optical sectioning in wide-field microscopy obtained by dynamic structured light illumination and detection based on a smart pixel detector array

Optical sectioning in wide-field microscopy is achieved by illumination of the object with a continuously moving single-spatial-frequency pattern and detecting the image with a smart pixel detector array. This detector performs an on-chip electronic signal processing that extracts the optically sectioned image. The optically sectioned image is directly observed in real time without any additional postprocessing.     

共焦扫描光学显微镜的高分辨率

讨论了共焦扫描光学显微镜的高分辨率性质,指出共焦扫描显微镜由于采用点探测器,因而视场大大减小,信噪比大大提高,同时每幅图像逐点扫描形成,在光学系统信息能力不变的前提下,系统的空间域通带宽度增加和时域通带宽度减小。因而可成高分辨率的像,特别是其独特的深度分辨率特性使得可以实现光学断层扫描成像。给出了所研制的共焦扫描荧光显微镜所获得光学断层扫描图像     

复式光学显微镜演示教具的设计与制作

利用报废投影机(或幻灯机)上拆下的镜头作为物镜,常用的放大镜作为目镜,再加上数个针对学生理解难点特别设计的屏幕等零件,笔者设计制作了一具尺寸相当大、内部构造一目了然的复式显微镜演示教具,不仅可形象直观地演示显微镜的原理,而且放大倍数足以让人观察到洋葱表皮细胞,还可有助于学生正确理解透镜成像原理、实像与虚像的性质,以及光学仪器之设计构想.     

最近邻域与无邻域算法结合空间滤波实现显微光切片

运用最近邻域与无邻域算法,并结合空间滤波方法,可去除显微切层图像的离焦模糊成份,可获得高成像速度、高质量的显微光切片。对各种显微图像进行了光切片处理,并与由现有去卷积处理、结构光照明等方法获得的光切片图像进行了对比,验证了该算法在去除模糊信息方面有更好的效果,提高了图像处理效率,获得了令人满意的光切片图像。在此基础上研制出了显微光切片图像处理系统。运用最近邻与无最近邻算法,结合空间滤波方法,采用简便可调的卷积模糊算子代替点扩散函数的估计过程,图像处理方便快捷,可较好地去除离焦平面的模糊信息。