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受激发射损耗显微镜成像分辨率及视场提升的方法研究

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受激发射损耗显微镜成像分辨率及视场提升的方法研究

作者：李斌南昌大学

学位级别：硕士

受激发射损耗显微术(Stimulated Emission Depletion Microscopy,STED)是一种典型的超分辨成像技术,其分辨率与损耗光强有关,进一步提高成像的分辨率必须增强损耗光束的光强,这对生物样品进行成像时容易引起较为严重的光损伤和光毒性。... 详细信息

受激发射损耗显微术(Stimulated Emission Depletion Microscopy,STED)是一种典型的超分辨成像技术,其分辨率与损耗光强有关,进一步提高成像的分辨率必须增强损耗光束的光强,这对生物样品进行成像时容易引起较为严重的光损伤和光毒性。因此,发展低光毒性的受激发射损耗显微镜是其面临实际应用的重要问题。发展低损耗光强下的受激发射损耗显微镜或者进一步提高受激发射损耗显微镜的成像视场(Field of View,FOV)和速度也是降低其光毒性的主要方法。本论文开展了受激发射损耗显微镜的分辨率和视场提升的方法研究,提出利用受激发射损耗显微镜来构建亚衍射黑洞(Sub-diffraction Dark Spot,SDS),并在此基础上联合差分成像实现相同损耗光强下的更高成像分辨率,或者说可以实现更低损耗光强下的相同受激发射损耗显微镜分辨率;提出将受激发射损耗显微镜与贝塞尔光片荧光显微镜相结合,提高其成像视场。本论文的主要工作有:(1)开展了基于受激发射损耗原理构建的亚衍射黑洞的研究,在空域和频域中探讨了其特性,结果表明相同的损耗光强下,亚衍射黑洞拥有更多的高频信息,即拥有更高的分辨能力。本论文提出将亚衍射黑洞构建负受激发射损耗显微镜成像,并将其与差分成像的超分辨技术结合形成一幅超分辨图像,论文使用多个仿真实验对该方法进行了验证,结果表明,和常规的受激发射损耗显微镜相比,该方法在相同的损耗功率下实现了更高的成像分辨率。(2)研究了受激发射损耗显微镜结合贝塞尔光片进行荧光显微成像,提高了受激发射损耗显微镜的成像视场和成像速度。该研究中,采用贝塞尔光束做激发,提出使用半圆半波长延长相位板构建空心高斯光束做损耗,和常规的贝塞尔光片显微镜相比,提出的方法有效消除了贝塞尔光片近处和远处的旁瓣,提高了轴向分辨率,改善了成像质量。

关键词：受激发射损耗显微镜成像分辨率成像视场亚衍射黑洞

通过地震成像分辨率研究近地表复杂介质散射对成像质量的影响

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地球物理学报 2016年第5期59卷 1762-1775页

作者：陈波宁宏晓谢小碧中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 东方地球物理公司采集技术支持部河北涿州072751 加州大学圣克鲁斯地球物理及行星物理研究所美国加州95064

近地表广泛分布的小尺度非均匀介质严重影响地震数据和成像质量.本文引入参数化的随机介质来描述近地表非均匀介质;借助功率谱、相关长度、均方根扰动等随机统计特征量研究近地表非均匀介质层对地震波传播、散射及成像的影响;通过成像... 详细信息

近地表广泛分布的小尺度非均匀介质严重影响地震数据和成像质量.本文引入参数化的随机介质来描述近地表非均匀介质;借助功率谱、相关长度、均方根扰动等随机统计特征量研究近地表非均匀介质层对地震波传播、散射及成像的影响;通过成像过程的点弥散函数表述成像分辨率.利用数值方法建立模型的随机统计特征量与成像分辨率特征量之间的关系,以定量或半定量的方式研究二者之间的相关性.数值计算结果表明,近地表非均匀介质层的厚度、速度扰动的幅度以及非均匀体的尺度等都对地震数据质量和成像品质有明显的影响.以全数值方法建立起关于近地表非均匀介质复杂性和地下成像质量之间的关系,有望成为研究近地表非均匀介质对地震数据采集和成像分辨率影响的有效工具.

关键词：近地表非均匀介质地震波散射数据噪声点弥散函数成像分辨率

Toraldo光瞳滤波器对光学系统成像分辨率的影响

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光电子．激光 2004年第11期15卷 1311-1314,1328页

作者：丁洪萍李庆辉邹文艺西安电子科技大学物理学院陕西西安710071

研究Toraldo光瞳滤波器横向、轴向及三维成像分辨率与滤波器结构参数的关系,推导出各分辨率与两区及三区漏光环型Toraldo光瞳滤波器环型区域的遮挡率和透过率之间的解析表达式,并给出它们的关系曲线图。二区漏光环型光瞳滤波器横向分辨... 详细信息

研究Toraldo光瞳滤波器横向、轴向及三维成像分辨率与滤波器结构参数的关系,推导出各分辨率与两区及三区漏光环型Toraldo光瞳滤波器环型区域的遮挡率和透过率之间的解析表达式,并给出它们的关系曲线图。二区漏光环型光瞳滤波器横向分辨率随中心透过率的减小而增大,一般情况下轴向分辨率随中心透过率的增大而增大。三区漏光环型光瞳滤波器横向超分辨率要求中心透过率低,而轴向超分辨率要求中间的透过率比两边低。可设定不同的透过率和遮挡率来分别实现横向、轴向及三维成像超分辨率。

关键词：光瞳滤波器超分辨率环型遮挡光学系统中间设定透过率成像分辨率三维成像

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反射地震成像分辨率的理论分析

同济大学学报（自然科学版） 2005年第9期33卷 1144-1153页

作者：马在田同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题.从Ricker开始研究地震分辨力至今已经50多年了,但是大部分的研究集中在原始地震观测道的垂向分辨力上.近年来开始讨论地震偏移成像的空间分辨力的概念.Beylcin,Wu和Toksz,Seggern,Vermm... 详细信息

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题.从Ricker开始研究地震分辨力至今已经50多年了,但是大部分的研究集中在原始地震观测道的垂向分辨力上.近年来开始讨论地震偏移成像的空间分辨力的概念.Beylcin,Wu和Toksz,Seggern,Vermmer,Chen和Schuster等人做过成像分辨力的研究,但都是根据定性分析或试验讨论影响地震成像分辨力的若干因素.据此在明确分辨力与分辨率的定义之后,从理论上对地震成像分辨率进行系统分析并给出了地震成像分辨率的定量计算式.影响地震成像空间分辨率在三维情况下有八项因素.它们分别为地震波的频率f、波的传播速度v、炮检距2h、炮检距中点M距成像点的地面位置(原点O)的水平距离L、中点M与原点O的连接线的方位角α、成像点深度z、计算成像分辨率的空间方向矢量的方位角θ(从x方向逆时针计算)和该矢量与正Z轴的夹角β.每个因素均有不同的作用,其中频率和速度可合并为波长λ.这些因素可分为三种类型:第一种是观测参数,如λ和h;第二种是成像孔径参数,如L和α;第三种为地质参数,如z,β和θ.通过地震成像分辨率定量分析获得以下几点重要认识:成像分辨率随波长的减小而提高;成像分辨率随成像点的深度增大而降低;成像孔径内的最大炮检距地震道应限定其空间分辨率大于等于1/2;最大分辨率的地震记录位于地面点(lm,θm)上,其中Lm=-ztanβ,θm是根据计算需要事先给定的,它对应地层的上倾方向.为了提高成像分辨率,应当将孔径中点放在(lm,θm)上,孔径大小由最远道的空间分辨率为1/2所限定.此外,还讨论了叠前偏移和叠后偏移的空间分辨率,并证明在讨论垂直成像分辨率(β=0)的情况下两者是相同的,否则二者是不相同的.

关键词：地震偏移成像分辨率分辨率计算式

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提高反射地震成像分辨率的方法及应用

天然气工业 2005年第9期25卷 29-32,i0020页

作者：马在田夏凡杨锴同济大学海洋地质国家重点实验室

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题,特别是在油气田开发中具有实际意义。文章在地震偏移成像广义空间分辨率理论研究基础上,提出了基于空间分辨力理论实现反动校正拉伸方法来实现高分辨率水平叠加和实现最佳分辨率地震成... 详细信息

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题,特别是在油气田开发中具有实际意义。文章在地震偏移成像广义空间分辨率理论研究基础上,提出了基于空间分辨力理论实现反动校正拉伸方法来实现高分辨率水平叠加和实现最佳分辨率地震成像。文章以共中心点道集中各地震道分辨率随炮检距增大而降低为理论依据,说明动校正拉伸的形成原因,并且根据广义分辨率公式导出了非零炮检距各地震道相对于零炮检距地震道的拉伸因子。利用这个拉伸因子可将动校正后的拉伸波形校正为等价的零炮检距地震道的子波,与常规的水平叠加相比,拉伸校正后CMP道集的叠加剖面分辨率明显提高。文章从偏移成像分辨率理论出发提出了根据反射波的地质参数选取偏移孔径的条件,并通过数值试算证明了实现高分辨率最佳成像方法的可行性。

关键词：地震记录地震分辨率动校正共中心点叠加偏移成象偏移距成像分辨率反射地震拉伸方法零炮检距

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金属板材近表面缺陷远聚焦像素成像方法研究

传感技术学报 2024年第5期37卷 862-868页

作者：杜文杰郑慧峰沈超段雪亮曹永刚中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 京东方科技集团股份有限公司北京100176

针对超声成像方法在金属板材近表面缺陷检测中存在的伪像过多、缺陷定量不准确的问题,开展基于远聚焦像素成像算法的金属板材近表面缺陷成像研究。首先分析了远聚焦算法在近表面缺陷成像中的局限性,然后采用自适应噪声抵消的方法提取近... 详细信息

针对超声成像方法在金属板材近表面缺陷检测中存在的伪像过多、缺陷定量不准确的问题,开展基于远聚焦像素成像算法的金属板材近表面缺陷成像研究。首先分析了远聚焦算法在近表面缺陷成像中的局限性,然后采用自适应噪声抵消的方法提取近表面缺陷波。对于噪声抵消过程中的参考信号获取问题,结合远聚焦算法的采集特征,提出一种以平均回波信号计算参考信号的方法,信号处理的结果表明,该方法能够正确提取淹没于盲区中的近表面缺陷波。最后,采用优化后的远聚焦算法对铝合金板进行缺陷检测,成像结果表明,自适应噪声抵消后图像的信噪比提升了4.31 dB,缺陷定量的最大误差为0.51 mm^(2),以半峰值宽度为指标对成像分辨率进行测试,成像分辨率可达0.66 mm。

关键词：超声成像金属板材近表面检测自适应噪声抵消成像分辨率

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盐雾测试对光学成像系统成像分辨率的影响

环境技术 2022年第5期40卷 169-173页

作者：周骅张培王婷婷上海市质量监督检验技术研究院上海201114

光学成像系统成像质量的标准评判方法分为基于电信号的评估和基于图像的评估方法,但环境测试对其成像质量的影响鲜有研究。本文旨在分析盐雾环境试验前后典型光学成像系统的成像质量。通过研究其成像分辨率,并设置了不同的光学环境,讨... 详细信息

光学成像系统成像质量的标准评判方法分为基于电信号的评估和基于图像的评估方法,但环境测试对其成像质量的影响鲜有研究。本文旨在分析盐雾环境试验前后典型光学成像系统的成像质量。通过研究其成像分辨率,并设置了不同的光学环境,讨论在不同光学环境下环境测试对其成像分辨率的影响。研究发现,不同光照条件对成像分辨率有较大影响,良好的光照条件可以有效提高摄像产品的分辨率。长时间的盐溶液暴露对摄像机有不可逆的影响。摄像产品对盐雾老化试验的耐受性呈两级分布状况,部分产品完全失效,部分产品耐受性良好失效不明显。

关键词：成像分辨率盐雾测试光学成像系统

TeO_2非同向声光可调谐德光器的成像分辨率

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压电与声光 1996年第3期18卷 166-169页

作者：丁兰英李颖山东大学光学系

研究了非同向声光可调谐滤光器的成像分辨率和影响成像分辨率的因素。计算了ＴｅＯ２非同向声光可调谐滤光器的衍射角展宽ΔＱｄ与带通Δλ的关系。所得结果有助于非同向成像用的声光可调谐滤光器的设计。

关键词：滤光器成像分辨率声光器件 AOTF

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混合采集地震偏移成像分辨率分析

地球物理学进展 2021年第6期36卷 2599-2609页

作者：王锴魏伟符力耘中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 中国石油大学(华东)深层油气重点实验室青岛266580

混合采集技术是同时激发技术的拓展,是对常规地震采集技术的一次重大升级.与常规采集技术相比,混合采集技术通常能提供更高的炮密度,改善地震成像的品质,但也可能会带来传统采集所没有的混合噪声,降低地震成像的质量.如何根据具体工区... 详细信息

混合采集技术是同时激发技术的拓展,是对常规地震采集技术的一次重大升级.与常规采集技术相比,混合采集技术通常能提供更高的炮密度,改善地震成像的品质,但也可能会带来传统采集所没有的混合噪声,降低地震成像的质量.如何根据具体工区的地质地球物理条件来选择合适的混合采集观测参数以实现最佳的勘探效益,已成为当前地震勘探中迫切需要解决的瓶颈问题之一.然而,目前对于混合采集观测系统参数设计的研究仍然较少.基于此,本文提出了一种混合采集成像分辨率评价方法,首次将震源密度比、采集时间比和混合度等混合采集参数纳入到复杂介质下分辨率评价算法,以在采集施工前实现对混合采集方案效能的定量预测,进而反馈混合采集参数设计,从数据采集的源头提高复杂地区混合采集的偏移成像效果.

关键词：混合采集成像分辨率混合采集参数