活细胞观测可以获得细胞的生命状态, 是生物医学中众多研究的基础。然而多数活细胞因整体透明难以观测, 通常使用泽尼克相衬及微分干涉相衬等相位成像技术来增强图像衬度。但通用的泽尼克相衬显微镜和微分干涉相衬显微镜仪器复杂、成本高昂, 且依赖于沃拉斯顿棱镜和相衬环等特定光学元器件。提出了一种基于双目视强度传输方程的多模式相位成像方法, 利用显微镜双目视筒上两个相机同步拍摄的物体欠焦及过焦图像, 可求解强度传输方程得到物体的定量相位, 并进一步计算物体的泽尼克相衬图像及微分干涉相衬图像。数值模拟和成像实验结果显示双目视多模式相位成像能够提供高质量的泽尼克相衬及微分干涉相衬图像。方法不需要借助特殊光学器件或者复杂光路, 成本低且易于实现, 有能力替代昂贵的相衬显微镜及微分干涉相衬显微镜, 在非标记生物成像中获得更广泛的运用。
生物光学 相位成像 强度传输方程 泽尼克相衬 微分干涉相衬 多模式 非标记生物成像 biological optics phase imaging transfer of intensity equation zernike phase contrast differential interference contrast multimodal unlabeled biological imaging
1 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室, 成都 610209
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
针对传统微分干涉相衬技术对双折射性物体成像会有伪像的问题, 用双频闪耀光栅取代传统微分干涉相衬的分光元件诺曼斯基棱镜, 设计了一种微分干涉相衬方法。对双频闪耀光栅设计, 模拟入射平面波通过它之后的光强分布, 结果表明它能产生两束剪切角很小的光。用双频光栅微分干涉相衬方法对纯相位样品模拟成像, 仿真结果和物体的相位轮廓一致。分析了微分干涉相衬中的相移量和剪切量对成像对比度的影响, 加入相移量会明显提高成像图像的对比度, 而剪切量越小图像对比度越高。
微分干涉相衬 双频光栅 剪切量 相移量 differential interference contrast bi-frequency grating shear bias
通过对微分干涉相衬显微定量测量方法进行研究,提出了一种更有效的相位分析法.即在不对双光束干涉光路进行改造或处理的前提下,通过对光学成像进行处理而得到理想的结果.即把图像中的光强信号转变成相位信号,并通过维纳滤波对噪声进行了消除,最后获得表面微观形貌定量参数.
微分干涉相衬(DIC) 定量测量 维纳滤波 相位分析法
微分干涉相衬(DIC)显微术使用诺马斯基棱镜完成光束的分割、合成,合成光束发生干涉,将样品上各部分折射率、厚度的变化率或表面起伏的不同转化为像面上光强的差别,故像面是物面的微分.DIC与无限远光学系统的结合,减小了棱镜、检偏器的插入引起的负面影响.将该DIC应用于PM2.5大气颗粒物的研究,得到了优于其它显微术的图像.
微分干涉相衬显微术 无限远光学系统 大气测量 颗粒测量
