共焦扫描显微镜成像的实验研究

采用样品扫描方式，通过对传统光学显微镜的改造，开发了一套反射式共焦扫描显微镜(Confocal Scanning Optical Microscope，CSOM)，并对多种样品成功地进行了扫描成像．     

共焦扫描激光显微镜

介绍一台我们设计,研制的共焦扫描激光显微镜,它由共焦显微镜光学系统、信号探测成像系统以及物扫描平台驱动装置组成。光学系统设计有两条光路,便于共焦调节,可采用反射,透射和偏振３种方式,也可进行荧光成像。     

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。     

光纤共焦扫描显微镜的扫描系统畸变与校正的研究

以双振镜光学扫描头作为反射式光纤共焦扫描显微镜的平面扫描机构可以实现对平面图像的快速扫描,但存在着畸变和渐晕问题。该文简要阐述了反射式光纤共焦扫描显微镜的基本原理,着重从理论上分析出目镜前的双振镜扫描的固有的几何畸变,以及光学扫描系统中以普通显微目镜作为扫描透镜所引起的扫描畸变,并从硬件和软件两个角度给出畸变校正方法。     

共焦扫描显微成像系统的非相干光学传递函数

共焦扫描光学显微（ＣＳＯＭ）系统有透射式和反射式、相干光和非相干光荧光等类型。ＣＳＯＭ 系统的平面分辨率和纵深分辨率依赖于放置在光电探测器前面的空间滤波器的孔径大小。根据不同孔径计算反射式荧光ＣＳＯＭ 系统的非相干光学传递函数,并进一步说明反射式荧光ＣＳＯＭ系统的成像特性对孔径的依赖关系     

共焦扫描显微成像系统的部分相干光学传递函数

共焦扫描显微成像系统（ Ｃ Ｓ Ｏ Ｍ） 是以共焦原理为基础,集扫描技术和数字图像处理技术为一体的高精度的成像系统。系统空间滤波器孔径大小和探测物体的离焦量大小都会影响系统的成像质量,这反映了系统的光学传递函数（ Ｏ Ｔ Ｆ） 有着明显的变化。导出了 Ｃ Ｓ Ｏ Ｍ 系统的部分相干 Ｏ Ｔ Ｆ,并给出了不同离焦量的 Ｏ Ｔ Ｆ 变化曲线。     

双光子共焦荧光显微系统成像分析及实验研究

双光子共焦荧光显微系统可以突破传统光学显微镜的成像分辨率极限,提高厚荧光物三维扫描的横向及轴向分辨力.基于共焦荧光显微原理和菲涅耳衍射公式,分析了反射式双光子共焦荧光显微系统的三维光学传递函数.讨论了在实验条件下,共焦模块参数对双光子共焦荧光读取分辨率的影响.双光子共焦荧光系统采用的共焦小孔半径为3.92 μm时,其层析能力比采用78.4 μm共焦小孔的系统提高了1.56倍.通过已知尺寸荧光物的双光子共焦荧光成像实验,验证了共焦小孔直径与系统横向及轴向分辨率的反比关系.     

激光共焦扫描显微镜高分辨率特性分析

分析了激光共焦扫描显微镜的成像原理 ,用衍射理论揭示了其较高横向分辨率和较好轴向分辨率的成因 ,介绍了共焦扫描显微镜的发展及其在生物、医学诊断及半导体器件检测方面的应用     

激光共焦扫描显微镜高分辨率特性分析

分析了激光共焦扫描显微镜的成像原理，用衍射理论揭示了其较高横向分辨率和较好轴向分辨率的成因，介绍了共焦扫描显微镜的发展及其在生物，医学诊断及半导体器件检测方面的应用。     

基于激光扫描共焦显微技术的刀具刃口精密测量

为表征刀具刃口结构,提出了一种刃口精密测量和数据处理方法.采用激光扫描共焦显微镜对刀具刃口进行精密测量,通过数据后处理拟合刃口圆弧半径.研究结果表明:测量采用的角度块倾角会对刃口测量范围及刃口不对称度判定产生影响,应根据刀具结构参数合理选择,对于TPMT16T304刀具选择倾角为50.5°的角度块时测量效果较好;数据平滑可以有效去除测量噪声,提高数据处理效率和测量精度;刀具刃口最小二乘拟合结果与扫描电镜法测量值及标称值较吻合,标准不确定度优于0.084μm.以上结果说明,基于激光扫描共焦显微技术的刀具刃口测量方法简便、测量精度高且不破坏刀具.     

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.     

多种滤膜扫描电镜图像处理

滤膜结构是一种纤维组成的多孔隙结构,应用数字图像处理的方法对多种滤膜电子显微照片进行分析;使用MATLAB图像处理工具包进行图像增强、二值化处理、面积计算、孔隙率计算等方法,对人造滤膜和天然滤膜结构进行研究。     

光纤共焦扫描显微镜图像采集系统方案设计

该文提出并实现了一种反射式光纤共焦扫描显微镜(FOCSM)中图像采集系统硬软件的设计方案。FOCSM系统中，采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)和微控制单元(MCU)构成带有图像采集、平面图像扫描的同步时序控制和扫描畸变校正功能的高速扫描电子控制系统。联调实验证明，此设计方案可以实现上述控制与平面扫描校正的基本功能。     

扫描隧道显微术研究及其应用

介绍了扫描隧道显微术（Scanning Tunneling Microscopy,STM）的工作原理及特点,并阐述了STM在表面结构的观测、表面化学反应、表面微细加工、单原子操作、电双稳材料等领域的应用.     

激光共聚焦扫描显微镜观测自噬小体变化的应用

文章探讨激光共聚焦扫描显微镜技术在检测低氧诱导小鼠心肌细胞损伤自噬小体变化的应用价值.在无菌条件下,取胚胎型小鼠心肌细胞备用.采用低氧环境+缺氧液方法诱导心肌细胞损伤并发生自噬现象作为实验组,正常环境下培养细胞的方法作为对照组.待心肌细胞长到一定程度后,分别利用激光共聚焦扫描显微镜和正置荧光显微镜对免疫荧光染色的自噬小体表达的LC3A/B蛋白情况进行观测并比较2种检测方法的优缺点.结果显示利用低氧环境+缺氧液方法诱导小鼠心肌细胞损伤并自噬小体形成是可行的.与正常对照组比较,低氧缺氧诱导小鼠心肌细胞损伤组(实验组)自噬小体呈高表达状态.与普通型正置荧光显微镜比较,激光共聚焦扫描显微镜成像速度快,一次可以获得多副图像且图像清晰.激光共聚焦扫描显微镜技术具有成像速度快、灵敏度高和精确度高等优点,可以实时、准确观测低氧诱导小鼠心肌细胞损失自噬小体的表达情况,具有重要临床应用价值.     

扫描图矢量化研究与实现

结合大比例尺扫描地形图的特点，研制了扫描图矢量化系统。系统将边缘检测与二值化有机地结合起来，实现了基于边缘检测的图像二值化方法；提出了针对水平、垂直线段的基于完整线段跟踪的线段细化算法，使得经细化处理的线段从整体上最佳逼近于原线段位置，减少了矢量化所带来的处理误差；经处理后的线段没有曲折和毛刺，也减少了大量的后期处理工作量。