大范围分光瞳激光差动共焦显微快速定焦方法

针对传统共焦显微技术中轴向扫描范围和扫描速度无法兼顾的问题,提出一种基于虚拟针孔探测的大范围分光瞳激光差动共焦显微快速定焦方法。通过分光瞳原理,将偏心光束法定焦和分光瞳虚拟针孔探测技术相结合,先利用激光光斑在CCD上的位置和样品位置的对应关系实现大范围的粗略定焦,再通过虚拟针孔差动传感实现高精度定焦,从而实现轴向大范围快速定焦。实验表明该方法轴向分辨力可以达到10nm,最大传感范围可达到70um,定焦速度是传统定焦方法的3.6倍。     

双Toraldo光瞳的共焦系统

Toraldo光瞳是超分辨中研究最多的光瞳之一.不过，由于实际中在制作精确度以及制造效率上的限制，它的应用受到了很大程度的制约.提出了双Toraldo光瞳的共焦系统，它能够用两个相对容易制作的Toraldo光瞳实现多区复杂Toraldo光瞳的功能. 关键词： 超分辨 Toraldo光瞳 共焦成像     

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。     

激光共焦扫描显微镜的分辨率及像差补偿

从激光共焦扫描显微镜的基本原理出发,深入讨论激光共焦扫描显微镜的深度分辨率和横向分辨率,同时研究三维成像的像差补偿问题。     

共焦扫描激光显微镜

本文报道了共焦显微镜的基本原理，性能，用途等。这种显微镜的最大优点是分辨率高，它特别适合于有机化学材料，生物材料的应用研究。     

偏振共焦扫描激光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辩率和信噪比对三维成像能力的影响, 给出了纵向分辨率极限的判据, 提出了旨在提高信噪比进而获取强表面反射或弱散射物体以及偏振物体的显微结构图像的偏振共焦扫描激光显微镜     

高斯光束共焦扫描激光显微镜的光学传递函数

考虑光源和探测器有一定大小，并引入光源的高斯分布函数，求出此接近实际的共焦扫描成像系统的光学传递函数(OTF)；运用计算机进行数值模拟并讨论光源针孔和探测针孔的大小对横向、纵向分辨率的影响.所得结果在不影响共焦扫描成像系统三维(3D)成像能力的基础上，可以有效地提高系统的信噪比. 关键词：     

位相型光瞳滤波器对共焦系统离焦工作状态横向分辨特性的影响

分析了共焦显微系统(CMS)离焦状态工作时分辨特性的变化,指出了离焦状态是导致CMS横向分辨特性变差的主要影响因素之一。提出并采用了位相型超分辨光瞳滤波技术来改善CMS工作在离焦状态下的横向分辨特性,分析了超分辨光瞳滤波器位置变化对CMS横向分辨特性的影响。理论分析和实验验证表明,位相型超分辨光瞳滤波技术的引入,显著抑制了CMS工作在离焦状态时艾里斑旁瓣的增长,克服了CMS因工作在离焦状态而引起的横向分辨特性下降的缺点。     

激光共焦扫描显微镜系统中的图像处理方法

激光共焦扫描光学显微镜（LCSM）是近10年来迅速发展起来的一种高精度显微成像技术，它是以光学为基础，融机械、电子、计算机为一体的高精度现代化显微测试仪器。文中针对LCSM系统所采集的图像进行了一系列的处理，就其二维断层图像的噪声去除、图像增强提出了相应的处理方法，提高了图像质量，奠定了进行三维信息重构的二维处理基础。     

共焦显微系统中光学超分辨光瞳滤波器的设计

利用矢量衍射理论设计了适用于共焦显微等大数值孔径系统的三区二元相位型超分辨光瞳滤波器.数值模拟了等效数值孔径为1.4的共焦显微系统焦点附近的光强分布,根据系统所需要的斯特雷尔比和轴向分辨率,采用优化搜索算法求解了能够实现光学超分辨的三区二元相位型光瞳滤波器结构.结果表明,利用所设计的三区二元相位型光瞳滤波器可以在较低旁...     

Improvement of confocal microscope performance by shaped annular beam and heterodyne confocal techniques

In order to further improve the performance of a confocal microscope (CM) used for measurement of surface profiles and 3D microstructures, a shaped annular beam heterodyne confocal measurement method based on annular pupil filter technique and reflection confocal microscopy, is proposed to expand the measurement range and to improve the defocused property of CM. The approach proposed uses a confocal dual-receiving light path arrangement and a heterodyne subtraction of two signals received from detectors with axial offset to enable CM to be used for bipolar absolute measurement and to improve the defocused property of CM, and it uses the annular pupil filter technique to produce a binary optical shaped annular beam, which expands the measurement range by expanding the full-width at half-maximum of intensity curve received from two detectors in a heterodyne confocal microscopy system. Theoretical analyses and experimental results indicate that a shaped annular beam heterodyne microscope has a measurement range expanded from 4 to 14 μm, achieved an axial resolution of 2 nm and improved the defocused property, when ε=0.5 and NA=0.65. It can be therefore concluded that the shaped annular beam heterodyne confocal measuring method proposed is a new approach to ultraprecision measurement of surface profiles and 3D microstructures.     

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     

一种提高共聚焦显微镜信噪比算法的研究

基于共焦显微镜的成像特点,建立了Kalman滤波算法的理论模型,把Kalman滤波方法引入到系统中,提出一种基于图像像素的Kalman滤波算法,并实现了实时化的Kalman滤波器。实验结果表明:该算法能够有效地提高共焦显微镜信噪比,但是以牺牲时间为代价,提高系统分辨率的根本方法还是要着重考虑优化成像系统光路和探测电路。     

线结构光共焦显微成像技术的实验研究

激光共焦扫描显微镜大多采用点共焦扫描成像形式,扫描机构复杂,成本高。新型的线结构光共焦显微成像技术是对样品进行线共焦成像,只需对样品进行一维扫描就可以得到整个平面的像。设计了线结构光共焦成像实验装置,进行了线结构光共焦显微成像实验。实验结果证明了线结构光共焦成像的可行性,杂散光明显地减少,提高了成像清晰度,并且有光学层析能力。采用低照度高分辨率CCD代替价格昂贵的像增强器大大降低了系统成本。     

差动共焦式纳米级光聚焦探测系统的研究

为解决纳米级大范围的非接触测量问题 ,提出了基于差动式共焦显微技术的光聚焦探测系统。介绍了系统的工作原理和结构装置 ,对系统中的关键技术进行了优化设计 ,通过对共焦光路的差动设计 ,可以有效地抑制光源的噪声和漂移对测量结果的影响。初步实验结果表明 ,该系统的轴向分辨率可达 2 nm     

Large field of view MEMS-based confocal laser scanning microscope for fluorescence imaging

Although confocal fluorescence microscopes are widely used in biology and have been proven to be promising diagnostic tools in dermatologic diagnostics, they are at present uncommon in medical practice. This is mainly due to high costs of acquisition and their large and complex outline. With the integration of a MEMS scanner we present a demonstration system of a confocal fluorescence laser scanning microscope which is affordable and portable. It has a field of view of 500 μm × 500 μm and is mainly composed of off-the-shelf components.     

qPlus型原子力显微镜技术

扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜,其利用尖锐的针尖逐点扫描样品,可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性,改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来,qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平,为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理,然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用,最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。     

激光扫描声学显微镜光学系统的设计

半导体激光器具有半导体和固体器件的许多优点：结构紧凑、效率高、价格便宜、长寿命，在许多方面优于气体激光器，因此在一些测量领域有较好的应用前景。本文基于棱镜对光的一维压缩及新型半导体激光器，对激光扫描声学显微镜的光学系统进行了新的设计，给出了相关数据及具体技术指标，实验证实其光学性能满足要求。整个光学系统具有结构紧凑、可靠性高、使用方便等特点，现已用于激光扫描声学显微镜定型设计。     

显微成像光谱仪技术的研究及应用

显微成像光谱仪技术是一种生物组织检测方法,目前广泛应用于生物医学检测和疑难病症分析,已成为组织检测领域的研究热点。论述了显微成像光谱仪各结构功能模块的工作原理及特点,并对其各主要技术指标进行了分析。介绍了目前的发展现状,并对所出现的多种显微成像光谱仪的技术方案及特点做了详细的总结。研究结果表明,显微成像光谱技术作为一种新的技术手段,必将在临床医学、生物学、材料学以及分析化学等领域得到广泛的应用。