資源描述：
《基于同步相移干涉的活體細(xì)胞高度測量方法研究及系統(tǒng)優(yōu)化.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于同步相移干涉的活體細(xì)胞高度測量方法研究及系統(tǒng)優(yōu)化李帥帥2015年1月分類號(hào)O439密級(jí)UDC535基于同步相移干涉的活體細(xì)胞高度測量方法研究及系統(tǒng)優(yōu)化作者姓名李帥帥學(xué)院名稱光電學(xué)院指導(dǎo)教師王霞副教授答辯委員會(huì)主席申請(qǐng)學(xué)位工程碩士學(xué)科專業(yè)光學(xué)工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月2015年1月19日StudyandSystemOptimizationofsimultaneousphase-shiftinginterferometerformeasurementoftheheightoflivingcellsCandidateName:LiShuaishu
2、aiSchoolorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacultyMentor:AssociateProf.XiaWangChair,ThesisCommittee:DegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:OpticalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January，2015thJan.19,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所
3、知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要測量細(xì)胞三維形貌數(shù)據(jù)是研究細(xì)胞的生命活動(dòng)規(guī)律與細(xì)胞體積關(guān)系等生物醫(yī)學(xué)問題的重要手段。其中，精確測量細(xì)胞的高度是難度最高的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的光學(xué)測量方法只能獲得細(xì)胞的二維輪廓信息?，F(xiàn)代光學(xué)利用光的波動(dòng)性，提出了很多相位測量手段，達(dá)到了納米級(jí)甚至更高的測量精度。相移干涉顯微技術(shù)是通過對(duì)同一視野的
4、細(xì)胞干涉圖案進(jìn)行相位調(diào)制，用數(shù)字成像器件進(jìn)行記錄，得到一系列具有一定相位變化的細(xì)胞干涉圖。然后通過對(duì)圖像進(jìn)行處理后進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)算，得到細(xì)胞的高度信息。作者首先研究了相移干涉顯微技術(shù)的測量原理，推導(dǎo)出干涉成像與偏振相移過程的數(shù)學(xué)表達(dá)式。分析影響成像對(duì)比度與光亮均與度的因素，為后續(xù)進(jìn)行的光路設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了理論支撐。設(shè)計(jì)了兩種基于棱鏡分光，單CCD成像的同步分光偏振移相系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在CCD靶面上呈現(xiàn)四幅空間位置分離的相移圖片，這樣就節(jié)省了圖像采集過程的時(shí)間，避免了原系統(tǒng)的移相誤差與延時(shí)誤差。文章還分析了兩種分光系統(tǒng)的分光過程，對(duì)其分光能力進(jìn)行了測試，設(shè)計(jì)方案二與設(shè)計(jì)方案一相
5、比，有較好的分光效果且降低了研發(fā)成本，適用于生物活細(xì)胞相位的調(diào)制。掌握了圖像處理的整個(gè)流程與其中的關(guān)鍵技術(shù)，深入研究了相位提取算法，根據(jù)相位提取算法不同的設(shè)計(jì)目的對(duì)其進(jìn)行了重新分類。通過相位解纏對(duì)比實(shí)驗(yàn)比較分析了三種經(jīng)典相位解包裹算法的特點(diǎn)，這三種算法是枝切法、質(zhì)量圖導(dǎo)引法和Matlab自帶算法。通過比較分析得到了質(zhì)量圖導(dǎo)引算法有著較好的相位解纏效果，枝切法在細(xì)胞相位解纏過程所用的運(yùn)算時(shí)間上有一定的優(yōu)勢的結(jié)論。搭建了基于雙角度入射實(shí)現(xiàn)細(xì)胞高度測量的相移干涉顯微系統(tǒng)，能夠在細(xì)胞折射率未知的前提下測量細(xì)胞的高度值，具有較高的測量精度。設(shè)計(jì)能夠通過單CCD一次曝光獲得四張不同相
6、位圖片的同步相移分光系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括能夠?qū)⒁皇肷涔夥譃榭臻g位置分離的四束平行光的分光系統(tǒng)和在分光系統(tǒng)的由四分之一波片和檢偏器組成的移相系統(tǒng)組成。改進(jìn)后的空間相移干涉顯微系統(tǒng)提高了測量過程的實(shí)時(shí)性，消除了原系統(tǒng)的移相誤差和延時(shí)誤差，使測量結(jié)果更加精確可靠。關(guān)鍵詞：干涉顯微；同步相移技術(shù)；偏振相移；相位提??；細(xì)胞高度I北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractCellvolumeisimportantinformationintermstounderstandthebiomedicalproblemssuchascellulardevelopmentandhomeostasi
7、sandpathologicalcellgrowthdefinescancerinmetazoans.Theprecisionmeasurementoftheheightvalueofcellismoredifficultywhileconsideringthatthe2Dplaneshapeofcellscanbeeasyobservedandmeasuredbytraditionalopticalmicroscopicinstruments.Basedonthemodernopticalmeasuringtechnolog
