利用共焦成像原理实现微米级的三维轮廓测量

以普通光学成像透镜取代显微物镜 ,以针孔阵列 (5 0 0× 5 0 0 )取代单针孔 ,实现了全场并行共焦测量 .在数据处理上 ,采用了内插值三维重构算法 ,以及二次曲面拟合的系统误差校正算法 ,可以在较大的采样间距下获取较高的测量精度 .实验表明 ,系统的最大横向测量范围为 5mm× 5mm ,横向测量精度约为 13μm ,纵向测量精度约为 5 μm ,因此可大大提高测量视场及测量速度 .

基于波导结构的集成式太赫兹共焦成像系统

太赫兹成像技术广泛应用于无损检测、生物医学、国防安全等领域。介绍了一种基于波导结构的太赫兹共焦成像系统。首先,搭建了一套集成的连续太赫兹波反射式成像系统,用金属刀片验证成像效果,结果表明该系统能实现接近波长量级(3 mm)的空间分辨率;其次,对混凝土进行太赫兹成像,能够清晰地呈现出混凝土中的钢筋结构。在此基础上,通过在太赫兹探测器端引入金属针孔,构建太赫兹共焦成像系统,并将其用于泡沫中两根钢钉的空间分布检测,实现了样品的三维信息提取,准确测得两钢钉的空间距离(24 mm)。结果表明:文中提出的基于波导结构的太赫兹共焦成像系统具有结构紧凑,便携集成等优势,特别适合于实际工程化应用。

一种乳腺癌检测的改进微波共焦成像方法

尝试引入因媒质不均匀而产生的折射效应,改进原有算法.共焦过程选用鲁棒的Capon波束成形(RCB)算法.乳房模型选用较为简单的三维(3-D)半球,为了更好地描述人体组织电参数的色散特性,各组织建模为多极柯尔-柯尔(Cole-Cole)媒质.在超宽带(UWB)平面波激励下,利用时域有限差分(FDTD)法模拟电波传播.数值应用中,乳房植入两个半径3 mm球状肿瘤,分别应用原有微波共焦成像方法和改进方法检测乳腺肿瘤.仿真结果对比显示:改进方法在复杂度略微增加的同时,提高了计算精度.

内窥式共焦成像系统的相干传递函数及分辨率的分析

基于点扩展函数,推导出内窥式共焦成像系统的相干传递函数。结果表明:该系统成像具有卷积性质,是一个线性平移不变系统。分析了分辨率与针孔及光纤半径之间的关系,提出了最佳归一化针孔半径,设计并建立一套共焦成像系统,获得了鉴别率板的共焦和离焦像。

共焦成像算法中时延不确定对成像结果的影响

探讨了在共焦成像算法中影响成像对比度的因素。首先指出,算法中时延估算的不准确是导致成像对比度下降的根本原因,并给出了共焦成像算法中时延误差与成像对比度之间的定量关系。作为对结论的验证,文中以在非均匀媒质中成像为例,探讨了媒质电磁参数的非均匀性与时延误差以及与成像对比度之间的关系。

基于雷达原理的脉冲微波共焦成像检测乳腺癌

介绍了人体乳房组织的电磁特性以及恶性乳腺肿瘤与正常乳房组织在介电参数上的差异,在此基础上介绍了主动式微波成像的原理,并进一步介绍了用于检测乳腺癌的脉冲微波共焦成像系统的基本组成和成像算法、发展历程及其未来发展。

基于VC++的纳米分辨远场光学共焦成像系统的扫描控制

为降低纳米分辨远场光学共焦成像系统的出错率和提高此系统的实验效率,设计了纳米分辨远场光学共焦成像系统的扫描控制子系统。纳米分辨远场光学共焦成像系统的主要组成器件为纳米移动平台,被测物体置于此平台上随平台移动而运动。如何使被测物体作有规律的运动是实验能否成功的关键。采用VC++开发平台设计的扫描自动控制子系统即为解决这一问题而开发。子系统使用方便、界面友好。

基于改进天线阵列共焦成像算法的脑瘤检测应用

文章在电磁学理论的基础上,设计了用于脑部肿瘤检测的共焦成像算法。利用Matlab和XFDTD建立头部组织模型及辐射天线,在二维组织切面上根据收发天线连线上组织的种类和数量,计算特定频率下的散射参数。分别按照单发单收,单发多收的方式计算各个天线组,各个频率下组织材料的散射参数相移,并与由XFDTD计算出的实际散射参数的相移作对比,得到置信度矩阵。最后,完成矩阵归一化,可视化,在图中颜色差距明显,可以较明显地定位肿瘤的位置。利用癌变初期,正常组织和肿瘤组织明显的电磁参数上的差异进行肿瘤早期检测相对安全有效,为微波成像应用于复杂色散组织提供了新的思路和方法。

内窥式共聚焦成像系统分析(英文)

基于点扩展函数和傅立叶光学理论,推导出系统的相干传递函数,并详细研究了光纤对轴向分辨率的影响.研究结果表明:该系统为相干成像系统,系统的轴向分辨率随光纤半径A的增加而降低.最后,搭建了一套内窥式共聚焦成像系统,并测得光栅样品的共聚焦图像.实验结果表明,该系统具有良好的分辨率.

基于数字微镜器件并行共焦成像的光点阵列优化

数字微镜器件(DMD)的灵活性有助于实现并行共焦成像。设计并搭建了基于DMD的并行共焦成像系统,分析了DMD光点阵列对轴向分辨率、横向分辨率和图像对比度的影响,得出了最优光点阵列参数。结果表明:光点越小,则横向和轴向分辨率越高;当光点间距大于光点大小时,增大光点间距对成像的横向分辨率无明显改善;对于1×1微镜,光点间距为光点大小的4倍时对应的图像对比度最高,即1×1光点大小、4倍光点间距为最优光点阵列。对数值孔径为0.25的物镜而言,最优光点阵列对应的横向分辨率优于512lp/mm,轴向分辨率可达7.82μm,均达到衍射极限。基于最优光点阵列的三维体光栅成像比宽场成像具有更高的分辨率和明显的层切效果,与激光扫描共焦成像相比无较大差距。基于DMD的并行共焦成像系统在保证高速成像的前提下,实现了高分辨率和高图像对比度的光学层切成像,在实时成像和三维成像中有一定的优势和应用前景。

光谱法与共焦荧光成像法研究罗丹明B与ct-DNA的相互作用

采用吸收光谱、荧光光谱以及共焦荧光成像技术研究生理条件下罗丹明B(Rhodamine B,RB)与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用以及相互作用模式。光谱研究结果显示,在450~650 nm的吸收光谱范围内,ct-DNA溶液对罗丹明B有减色作用;在560~660 nm荧光发射光谱范围内,ct-DNA对罗丹明B有荧光猝灭作用。同时,随着ct-DNA的加入,罗丹明B溶液的荧光偏振值发生变化,说明罗丹明B与ct-DNA能发生相互作用。在竞争性实验中,罗丹明B未能将亚甲基蓝(MB)从MB-ct-DNA复合体系中置换出来,说明罗丹明B与ct-DNA通过沟槽结合方式发生相互作用。共焦荧光成像结果显示,ct-DNA加入后,罗丹明B的荧光猝灭十分明显。利用罗丹明B和4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)对He La细胞染色后进行共焦荧光成像,结果进一步证实罗丹明B与ct-DNA是通过沟槽结合作用将细胞核染成红色。

基于双色分离成像法的晶粒双面同时等光程共焦成像检测

目前机器视觉常被用于大批量重复性工业生产过程,以及一些人工视觉难以满足要求的场合,通过机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。对于一些需要多面高精度检测的物体,如半导体晶粒,往往需要每一面配置一套图像采集系统,利用多套机构实现多面检测,增加了安装复杂性,降低了系统可靠性。提出了一种基于双色分离成像法的半导体晶粒双面同时等光程共焦成像检测的装置及方法,从而减少需配置的图像采集系统的数量,降低系统复杂性。该装置可实现晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像,可用于需多面检测的机器视觉自动检测领域,从而可以在实际制造过程中降低成本。

高斯光束对三维共焦扫描成像的影响

应用传递函数方法研究了高斯光束对三维共焦扫描成像的影响.计算与分析表明,光束的束腰半径越小,三维成像时横向和轴向的截尾空间频率都减小,成像品质下降,分辨率降低.当束腰半径2倍于光瞳半径以上时,成像质量几乎不受高斯光束的影响.焦平面上的二维传递函数的分析和计算也有相类似的结果.

共焦扫描成像系统中串口通信的C#实现

共焦扫描成像系统的数据传输可以采用串口通信技术实现。针对共焦扫描成像系统的软件升级,在系统的串口通信环节提出采用CJHJ实现的方案;方案利用CJHJ中的SerialPort类实现RS232串口的配置和操控;在Visual CJHJ 2008环境下编写的串口测试软件表明方案是可行的。

激光共焦快速扫描显微成像的实现

利用激光共焦原理和扫描技术，实现激光共焦快速扫描显微成像。

圆周合成孔径雷达投影共焦三维成像算法

针对圆周合成孔径雷达成像模式下应用共焦三维成像算法成像效率低的问题,提出了投影共焦三维成像算法。该算法利用圆周合成孔径雷达成像模式下成像区域较小时高度向与水平面相对较弱的耦合性,将共焦三维成像算法中的三维空变滤波转化为水平面内的二维空变滤波和高度向时域平移,从而化三维成像的三维处理为二维处理,以提高算法的成像效率。通过引进天线远场条件作为成像区域较小的判定标准,定量分析了算法的适用条件。仿真结果验证了该算法较高的成像效率及算法适用条件的有效性。

自成像共焦腔相干合成空间滤波器设计

理论分析了利用自成像共焦腔实现激光列阵相干合成的物理模型,对自成像共焦腔的一维相干合成和二维相干合成进行了模拟仿真计算,得到腔内场的强度分布图样.在此基础上,研究了空间滤波器在相干合成中实现模式选择的机理,并讨论滤波器的设计对相干合成及模式选择的影响,分别对一维相干合成和二维相干合成的情况,仿真计算了输出功率与滤波器位置和宽度的关系,为实验提供了理论依据.

自成像共焦腔一维光纤激光阵列相干合成的实验研究

利用自成像共焦腔,开展了一维光纤激光阵列相干合成的实验研究,实现了掺Yb^(3+)双包层光纤激光阵列的相位锁定,得到了基于一维光纤激光阵列自成像共焦腔的远场强度分布图样。根据其数学模型及理论计算,合理选择了空间滤波器宽度,验证了空间滤波器在合成激光不同位置对不同相干成分模式所引入的损耗抑制作用,从实验上证实了空间滤波器在相干合成中实现模式选择的机理。

用于共焦系统中的微光器件的制作

共焦测量方法以其独特的光学截面分辨能力和高精度的轴向分辨率受到极其广泛的关注．近年来提出的利用微光器件分割光路的思想实现了非扫描共焦成像．本文给出了共焦测量系统的结构，着重讨论了对微光器件的参数要求以及制作过程和理论分析，并结合实验系统给出实际制作的微光器件的具体参数．

体全息在共焦显微镜中的应用

采用体全息记录信息代替共焦显微镜中的反射镜,在物光的衍射光强最大的条件下,记录体全息信息.体全息共焦成像的动态范围取决于全息衍射效率和材料的限制,而深度分辨率则取决于物镜的数值孔径和记录介质的厚度大小.体全息共焦显微镜系统的观测结果对探测器前的光阑孔径大小没有明显的依赖关系,在探测器前加尺寸不必特别小的针孔或可以不加针孔,这样可减小由于衍射现象引起的像差.体全息成像本身具有滤波的作用.物镜的像差在体全息自成像过程中由于相位共轭而消除,从而使仪器的深度分辨率与测量的动态范围不再相互限制.