上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
针对激光共焦扫描显微镜的往复式逐行扫描成像方式带来的帧图像数据分割难的问题，在分析系统扫描方式、振镜的实际运动方式与理论运动方式差异的基础上，利用相邻两帧图像相似性大的特点，提出了一套完整的高帧速重构算法。该算法通过连续帧特征区域差分的方式实现了一维信号序列的自适应分割，即实现了对一维信号序列进行动态排列及分割成二维阵列图像数据，从而重构出多帧高精度图像。实验表明，该算法的成像误差低于1.6 %，适用于成像速度高达300帧/s的激光共焦扫描显微成像。
激光共焦扫描显微镜 快速成像 图像处理 振镜扫描 laser confocal scanning microscope rapid imaging image processing galvanometer scan
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
往复式逐行扫描是一种提高激光共焦扫描显微成像帧速的有效方式,然而随着帧速的提高,这种扫描方式在图像重构时会带来更严重的图像错位。根据高速振镜运动特性,分析了激光共焦高速扫描显微成像系统逐行扫描下的重构图像错位原理,设计了基于形态学梯度的重构图像错位评价算法,并且结合搜索错位评价最小点的单目标约束粒子群算法实现了重构图像错位校正。经实验验证,该算法适用于成像帧速高达300 frame/s的重构图像错位校正;与未进行错位校正的图像相比,校正后的成像分辨率提高了68.83%,同时该算法能够适用于不同振镜搭配方式和不同扫描帧速的图像重构。
显微 激光共焦扫描显微镜 错位校正 形态学梯度 粒子群算法 自适应
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为获得较高分辨率的细胞图像,设计了激光共聚焦光学系统。通过较复杂结构物镜实现了照明光路系统和发射光路系统的设计。用Zemax对照明光路和发射光路进行了设计,仿真过程中照明光路的聚焦弥散斑直径小于1 μm,照明针孔处的聚焦弥散斑直径小于20 μm,发射光路的聚焦弥散斑直径小于20 μm,同时照明光路和发射光路的MTF曲线接近衍射极限,达到较理想的情况。
激光共聚焦 光学设计 照明光路系统 发射光路系统 laser confocal scanning optical design lighting system emission system Zemax Zemax
浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心, 浙江 杭州 310027
介绍了基于荧光标记的生物芯片扫描检测方法,主要分为两大类,以光电倍增管(PMT)为荧光探测器的共聚焦扫描检测方法和以CCD为荧光探测器的全视场扫描检测方法.重点介绍一种采用双波长(532 m及635 m)激光器作为激发光源,以激光共聚焦原理所设计的生物芯片荧光信息检测技术,由一个光电倍增管分时实现cy3与cy5两种荧光信号的检测.生物芯片的横向扫描由远心f-θ扫描物镜与振镜实现,纵向扫描由步进电机驱动精密导轨实现.实验结果表明,检测技术的分辨率可达到5μm,信噪比高达103,检测灵敏度最高为1 fluor/μm2,并且扫描速度快,cy3与cy5之间无串扰.
激光技术 生物芯片 激光共聚焦扫描 荧光检测 分辨率 信噪比 灵敏度
汕头大学医学院中心实验室,中国广东,汕头,515031
