Расчет оптической системы фазоконтрастного микроскопа
Заказать уникальную дипломную работу- 5252 страницы
- 34 + 34 источника
- Добавлена 01.07.2017
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Литературный обзор 6
1.1 Оптические свойства биологического микрообъекта 6
1.2 Методы интерференции 14
1.4 Структуры интерференционных микроскопов 16
1.5 Методы исследования поляризационно-интерференционного микроскопа 31
2 Расчетная часть 34
2.1 Структура микроскопа BIOLAR 34
2.2 Применение лазера в осветительной системе 37
2.3 Алгоритм получения 3D изображений биологических частиц 45
3 Обсуждение и выводы 48
3.1 Усовершенствование поляризационно-интерференционного микроскопа Biolar 48
3.2 Методы обработки изображений для получения сверхразрешения интерференционного микроскопа 48
Выводы 51
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 52
В третьем разделе проводится анализ результатов моделирования и расчетной части работы, а также в нем рассматриваются перспективы повышения разрешающей способности интерференционной микроскопии, включая создание оптического микроскопа со сверхразрешением. В разделе указаны преимущества использования в микроскопии когерентного одномодовогоисточника излучения. Отмечено, что для получения большего разрешения необходимо проводить сканирование микрообъекта перемещая радиально источник излучения. Указано, что длянивелирования негативного влияния эффектов внутреннего отражениянужно использовать иммерсионные системы оптической микроскопии и сферическую конструкцию предметного стекла.В заключение я хочу отметить, что разработка методов фазово-контрастной микроскопии может быть отнесена к междисплинарным и даже трансдисциплинарным дисциплинам и потому требует участия специалистов из различных областей: физики, материаловедения, инженерии, биологии и медицины. Поэтому естественным продолжением данной работы должно быть построение общей математической (компьютерной) модели, которая бы обобщала накопленный опыт в области оптической микроскопии и позволила бы рассчитать оптимальные характеристики интерференционного микроскопа на уровне математической задачи нахождения максимума целевой функции при помощи численных методов.
2. Скворцов Г.Е., Панов В.А., Поляков Н.И., Федин Л.А. Микроскопы. -Машиностроение.- Ленинград.- 1969г.- 512 с.
3 Левин Г.Г., Булыгин Ф.В., Вишняков Г.Н. Когерентные осцилляции состояния молекул белка в живых клетках // Цитология. – 2005. – Т.47. - №4. – С.348-356.
4. Levin G.G., Bulygin T.V., Kalinin E.V., Vishnyakov G.N. Application of computerized interference microscope for monitoring oscillations of dry cell weight and morphology of the living cells // Proc. SPIE. – 2001. – V.4260. – P. 149-154.
5. Levin G.G., Kozinets G.I., Novoderzhkina I.K., Streletskaya E.A., Vishnyakov G.N. Blood cells research using methods of microinterferometry // Proc.SPIE.-1997. -V.2982. –P.490-495.
6. Вишняков Г.Н., Закарян К.С., Левин Г.Г., Стрелецкая Е.А. Исследование оптически прозрачных объектов при помощи томографического микроскопа Линника // Изм. Техника.- 1999.- №1.-С.46-49.
7. Стрелецкая Е.А., Цыба Н.Н., Козинец Г.И., Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Сопоставление интегральных характеристик лимфоцитов здоровых людей и больных хроническим лимфолейкозом // Клиническая лабораторная диагностика. – 2000. - №4. – С.21-23.
8. Захарьевский А.Н., Кузнецова А.Ф. Интерференционные биологические микроскопы // Цитология.- 1961.- Т.3.- №2.- С.213-224.
9. Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике. Учебное пособие. Под редакцией В.П. Рябухо, В.В. Тучина. Саратов: Cателлит, 2009. – 127с.
10. Тычинский В.П. Компьютерный фазовый микроскоп.- М.: Знание, 1989.- 64с.
11. Creath K. Phase-shifting speckle interferometry // APPLIED OPTICS.- 1985.-Vol. 24.- № 18.- P. 3053-3058.
12. Г.Г. Левин. Компьютерная томография (Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Биомедицинская техника» и направлению подготовки бакалавров и магистров «Биомедицинская инженерия»).
13. Эритроциты – Википедия.
14. baumanka.pashinin.com/BMT1/sem12/.../Диплом_ПЕРОВОЙ.../ Диплом.doc
15. Barer R., Determination of dry mass, thickness, solid and water concentration in livinq cells. Nature, -1953. –172. - P. 1097-1098.
16. Barer R., Joseph S., Refractometry of living cells. I. Basic principles. Quart.J.Microscop.Sci. -1954. – 95. – P. 399-423.
17. Введение в количественную цитохимию. Пер. с англ./Ред. В.Я. Бродский-М.: Мир, 1969.-439с.
18. А.Ф. Малый, В.А. Бабенко. Модифицированный голографический интерференционный микроскоп для исследования фазовых объектов. Научное приборостроение. 2014. Т. 24. №2.с. 21-26.
19. Гинзбург В,М., Степанов Б.М. Голографические измерения. М.: Радио и связь. 1981. 296 с.
20. Тишко Т.В. и др. Вест. Харьковского нац. Университета. Им. В.Н. Каразина. Сер. Биология. 2006. Т. 3 № 729. С. 281.
21. Rappaz B., Barbul A., Emery Y. et al. Comparative study of human ervthocytes by digital holographic microscopy, confocal microscopy, and impedance volume analyzer. Cytometry. Part. A 2008. Vol. 73 A. p. 895-903.
22. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. - М.: Мир, 1982.-504 с.
23. Пятницкий А.М., Соколинский Б.З. Методика и применение автоматизированной эритроцитометрии. Литературный обзор// http://mecos.ru.
24. http://www.promix.ru/articles/02.html
25. Вышенская Т. В., Кретушев А.В. и др. Квазипериодические изменения фазовой высоты отдельно взятой митохондрии, индуцированные работой мембранных протонных насосов//Биологические мембраны.- 2002.- Т.19, №6, 491-498.
26. Barer R., Determination of dry mass, thickness, solid and water concentration in livinq cells. Nature, -1953. –172. - P. 1097-1098.
27. Barer R., Joseph S., Refractometry of living cells. I. Basic principles. Quart.J.Microscop.Sci. -1954. – 95. – P. 399-423.
28. Тakeda M., Mutoh K.. Fourier transforms profilometry for the automatic measurement of 3D object shapes. Applied Optics, 22, 1983, 3977-3982.
29. Минаев В. Л., Сухоруков К.А. Реализация метода динамической фазовой микроскопии: Тез. докл. Седьмая международная научно-техническая конференция «Оптические методы исследования потоков».-М.,2003.- С. 75.
30. David M. Sheen, Douglas L. McMakin, and Thomas E. Hall. Three-Dimensional Millimeter-Wave Imaging for Concealed Weapon Detection. IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 49, NO. 9, SEPTEMBER 2001. 1581-1592.
31. Островский Ю.И. и др. Голографическая интерферометрия. М.: Наука. 1977. 336 с.
32. Захарьевский А.Н., Кузнецова А.Ф. Интерференционные биологические микроскопы // Цитология.- 1961.- Т.3.- №2.- С.213-224.
33. В.А. Панов, Л.Н. Андреев. Оптика микроскопов. Расчет микроскопов. Л.: Машиностроение. 432 с.
34. Короленко. Оптика когерентного излучения. Учебное пособие. МГУ им. М.В.Ломоносова. физический факультет. 1997. 222 с.
Вопрос-ответ:
Какие методы используются для исследования оптических свойств биологических микрообъектов?
Для исследования оптических свойств биологических микрообъектов применяются методы интерференции, в том числе поляризационно-интерференционные методы.
Какова структура фазоконтрастного микроскопа BIOLAR?
Фазоконтрастный микроскоп BIOLAR имеет осветительную систему с применением лазера и позволяет получать трехмерные изображения биологических частиц.
Какие методы используются для получения трехмерных изображений биологических частиц в фазоконтрастном микроскопе BIOLAR?
Для получения трехмерных изображений биологических частиц в фазоконтрастном микроскопе BIOLAR применяется алгоритм, основанный на измерении изменений фазы световых волн.
Каковы основные компоненты осветительной системы фазоконтрастного микроскопа BIOLAR?
Осветительная система фазоконтрастного микроскопа BIOLAR включает в себя лазер, используемый для освещения образца, и оптическую систему для формирования нужной интенсивности и поляризации света.
Какие преимущества имеет использование фазоконтрастного микроскопа BIOLAR для исследования биологических микрообъектов?
Использование фазоконтрастного микроскопа BIOLAR позволяет получать трехмерные изображения биологических частиц с высокой четкостью и детализацией, что важно для изучения и анализа их структуры и свойств.
Какие методы используются в фазоконтрастном микроскопе?
В фазоконтрастном микроскопе используются методы интерференции света, такие как дифракция и фазовая реконструкция.
Какие свойства биологического микрообъекта учитываются при расчете оптической системы фазоконтрастного микроскопа?
При расчете оптической системы фазоконтрастного микроскопа учитываются оптические свойства биологического микрообъекта, такие как преломление света и изменение фазы световых волн при прохождении через микрообъект.
Какие структуры используются в интерференционных микроскопах?
В интерференционных микроскопах используются различные структуры, такие как двулучевой интерференционный датчик, интерференционные объективы и интерференционные фильтры.
Как используется метод поляризационно-интерференционного микроскопа?
Метод поляризационно-интерференционного микроскопа используется для исследования оптических свойств биологических частиц с помощью поляризованного света и интерференции световых волн.
Какие алгоритмы используются для получения 3D изображений биологических частиц в микроскопе?
Для получения 3D изображений биологических частиц в микроскопе используются алгоритмы фазовой реконструкции, интерферометрической обработки данных и компьютерной обработки изображений.
Какие методы используются для исследования поляризационно интерференционного микроскопа?
Для исследования поляризационно интерференционного микроскопа применяются различные методы, такие как измерение интенсивности света, изображение фазы, анализ поляризации и т.д. Каждый из этих методов позволяет получить информацию о свойствах биологических микрообъектов, таких как их фазовый контраст, оптическая плотность, ориентация молекул и другие.
Каким образом можно получить 3D изображения биологических частиц при помощи микроскопа?
Для получения 3D изображений биологических частиц при помощи микроскопа можно использовать алгоритмы, основанные на анализе интерференционных паттернов или на измерении затухания света в зависимости от глубины фокуса. Эти алгоритмы позволяют восстановить трехмерную структуру объекта и получить детальную информацию о его форме и свойствах.