差分相衬显微成像技术发展综述

差分相衬(Differential phase contrast,DPC)成像是一种基于部分相干照明调控的无标记非干涉相位成像方法,它为未染色透明样品提供了一种快速、有效且高分辨率的可视化手段。DPC通过多次非对称照明调控或非对称孔径调制使不可见的样品相位信息转换为成像器件可直接探测的强度信号,从而为定性相衬成像甚至定量相位重建提供了可能。近年来,随着该领域研究的逐步深入,成像的相位传递函数得以明确推导,DPC已经逐步从定性观察走向了定量研究。另一方面,得益于全孔径照明调控和高效相位反卷积算法,DPC定量相位成像的空间分辨率可达到非相干衍射极限,并能够获得低噪声、高精度的定量相位重构结果。通过与三维光学传递函数理论交融借鉴,DPC最近已被进一步拓展到了三维衍射层析领域,实现了厚样品三维折射率的定量成像。文中从DPC成像方法的基本原理、成像系统与算法优化等几个方面对其历史发展、研究现状和最新进展进行了详细综述,并讨论了该方法现存的一些关键问题以及今后可能的研究方向。

优化X射线同轴相位衬度成像的理论研究

采用同轴相位衬度成像方法,基于PGW理论获得的频域相位衬度传递函数,对于理想光源和多色X射线源,用计算机模拟分析了如何选择物像距离和空间频率以获取最佳相位衬度像。实际应用中要综合考虑具体成像实验装置对于物像距离的可调范围以及成像分辨率的要求。对于具有一定谱宽的X射线源,应选择谱宽尽量小的源,以获得含信息量丰富、分辨率高的图像。

包含光源面积的整体相位衬度调制传递函数

在部分相干光学理论的基础上,建立了一个整体相位衬度调制传递函数理论模型,模型中包含了光源焦点面积大小对X线相衬成像系统相位调制的影响,并通过数值模拟和数据计算,提出了X线相衬成像系统对光源焦点面积的选择原则,和焦点面积确定条件下的成像参数优化方法,结果表明,这种包含X线光源面积因素的相位衬度调制传递函数模型,更能反映整个系统的光学成像性能,更能有利于成像参数的优化设计。

蛋白质晶体高分辨成象条件的研究

在应用高分辨电子显微技术测定蛋白质晶体结构中,由于蛋白质晶体对辐射损伤的敏感性和真空损伤等原因,使蛋白质晶体高分辨成象困难且有别于通常的高分辨成象.本文应用光学衍射方法,对蛋白质晶体高分辨成象条件进行了测定和分析.

微聚焦管硬x射线位相衬度成像

利用微聚焦管硬x射线光源进行同轴位相衬度成像实验 ,所用的光源聚焦尺寸最小可达 0 5 μm .根据微聚焦硬x射线管的光学传递函数 ,对光源尺寸、相干长度等因素对成像分辨率的影响进行了分析 .对新鲜的未经任何处理的生物样品进行了位相衬度成像 ,分辨率在 1 0 μm左右 ,并和吸收衬度成像进行了对比 .实验结果表明利用微聚焦管作为硬x射线光源 。