合肥同步辐射软X射线显微术研究

合肥国家同步辐射实验室首期建设的光束线之一用于软Ｘ射线显微成像研究。实验站现已装置初型的扫描透射Ｘ射线显微镜，并正在进行亲一代的扫描显微建设，同时还使同步辐射光进行接触软Ｘ射线呈微成像研究，并对选取的一些生物样品进行了成像试验。本文介绍了合肥同步辐射光源上软Ｘ射线显微术实验线站的建设及完成的一些实验结果。     

三维面形测量技术的新进展

三维面形测量是获取物质形态特征的一种重要手段，也是记录，比较，复制物体形态特征 的基础，三维面形测量技术在机器视觉，自动加工，工业检测，产品质量控制，实物仿形，生物和医学等领域具有重要意义和广阔的应用前景。     

点阵绝对相位彩色多频光栅傅里叶变换轮廓术

提出一种将三角法测距与多频光栅相结合的方法,充分利用数字投影的RGB通道,将多频光栅与点阵同时投影在物体表面,综合控制受高度调制的相位信息的提取,最终获取物体的三维形貌。仿真结果显示,在高度跳变使高频光栅位移达102量级个周期时,可以准确还原原始形貌。通过实验验证,本方法能够同时复原169mm的陡峭高度跳变以及3mm的微小细节,提高了传统双频光栅的性能,具有处理较大截断面和保证细节部分的测量能力,较好地改善了傅里叶变换轮廓术(FTP)的应用性能。     

基于指数尺度间隔连续小波变换的相位提取算法

只需要一幅调制图像的光栅投影测量方法主要有傅里叶变换轮廓术(FTP)、小波变换轮廓术(WTP)等。采用基于指数尺度间隔的连续小波变换与重构方法,提取调制图像的瞬时相位。针对指数尺度间隔连续小波变换,指出了足够大的噪声能够改变小波变换脊的位置,并且该脊向上移动的概率最大。因此,为了重构载频信号,选择脊及其紧邻的较大的那个尺度所对应的小波系数,采用灰度图像阈值分割中最大类间方差法(OTSU),剔除掉幅值较小的系数;针对斑点噪声的影响,对OTSU算法的结果进行了修正;使用修正后的系数集合重构载频信号,并计算该信号的瞬时相位。理论分析和实验结果表明算法有效且具有稳健性。     

薄膜生长荧光显微图像实时采集与分析系统

设计了一套具有一定实用意义和科学价值的薄膜生长荧光显微图像实时采集与分析系统,可以实现透明衬底上有机荧光分子薄膜生长的实时原位监测。进一步阐明了系统的硬件构筑思路和软件设计架构,并依据薄膜的形貌特征,给出8个主要生长信息参数及其求取算法,并利用自行搭建的实验系统,针对联六苯(p-6P)分子在云母衬底上的纳米纤维生长过程,得出了其准一维的线性生长规律。该系统作为重要的薄膜生长成像监测技术,有望在薄膜与衬底表面相互作用和衬底微区结构特性研究等方面起到积极的作用。     

用于光电仪器和相关测量的自混合干涉技术（特邀）

回顾了一种全新结构的干涉仪—自混合干涉仪（SMI）的发展情况。SMI由于其在激光器外部无需任何光学元件且应用范围广泛而倍受关注。SMI可用于测量与光路长度有关的一些量（如位移、小幅度振动、速度）,也可用于测量弱光的回波（即回波损耗和隔离因子的测量）并可表征与介质相互作用特性相关的物理参数（如激光线宽、相干长度以及α因子等）。SMI是一种相干探测方法,其工作在靠近接收场的量子极限处,目前对散射目标物的最小探测幅值可达槡20 pm/（Hz）～（1/2）甚至更高,使用角锥棱镜使其计数步长为半波长,在动态范围为2 m时其分辨率约为0.5μm。另外,SMI结构紧凑、易于现场安装且可用于MEMS测试、旋转机械振动测试和生物运行测试等各种实验。     

Gerchberg迭代法在三维面形测量中的应用

在基于结构光照明的三维面形测量中,针对有孤立区域物体的条纹图像存在不规则缺陷的问题,提出先对其进行Gerchberg迭代,消除或减少条纹缺陷,获取较完善的迭代条纹,然后再利用傅里叶变换轮廓术(FTP)重建面形。设计了迭代流程,并分析了影响迭代精度的因素,解决了光学加工用具磨盘表面不完善条纹Gerchberg迭代过程中存在的问题,成功地重建了磨盘的三维面形。该工作为表面存在孤立区域的被测物体三维面形测量提供了可供参考的技术方案,也给可实时形变的应力盘三维面形动态测量奠定了基础。     

原子力显微术轻敲模式中探针样品接触过程及相位衬度研究

借助简单的有阻尼受迫振子模型，研究了原子力显微术轻敲模式中探针与样品接触时间t_c、样品的表面形变D_z和相位衬度对探针设置高度z_c及样品杨氏模量E_s的依赖关系.结果发现,t_c与D_z均随E_s及z_c的增大而减小，同时探针与样品作用过程伴随很小的能量耗散.对轻敲过程中相移量φ的研究表明，E_s较大的样品有较小的φ，且φ随 关键词： 原子力显微术 轻敲模式 相位衬度     

全内反射荧光显微术应用于单分子荧光的纵向成像

利用这种显微术中激发场的纵向强度呈指数衰减的分布特性，测得的荧光强 度将强烈依赖渗透深度（强度衰减到1/e时的距离），从而快速直接的确定单分子荧光 团间的纵向间隔、每个荧光团的纵向绝对位置和荧光团的半径大小，即实现荧光分子三维分 布的重构.在整个重构的过程中，只需要改变一次入射角的大小，即只需探测两幅荧光分子 的全内反射成像. 关键词： 全内反射荧光显微术 纵向重构     

纳米光学和生物单分子探测

纳米光学技术展示了纳米级探测本领,同时生物单分子探测所需要分辨尺度也是纳米数量级的,因此在生物单分子探测过程中,纳米光学发挥了巨大的作用.文章介绍了与生物单分子探测技术相关的纳米光学技术,包括量子近场光学探针技术、近场光学成像技术（包括扫描近场光学显微术及全内反射荧光显微术）和激光光钳测控技术及它们在生物单分子探测上的进展,从而在染色、成像、测控三个方面展示了纳米光学技术在生物方面的应用,并对其未来的发展方向进行了展望.