超分辨成像中的壓縮感知算法與技術(shù)研究.pdf

1、納米科技作為自然科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的交叉前沿，在許多研究領(lǐng)域包括在納米尺度上構(gòu)造新型電子學(xué)，和新型光子學(xué)、合成新型表面催化劑、以及新型的納米熒光標(biāo)記物等方面都具有非常重要的作用。而納米科技的發(fā)展離不開(kāi)納米顯微成像技術(shù)，這方面多以電子掃描顯微鏡和原子力顯微鏡為代表。然而隨著納米科技的不斷發(fā)展，研究者不僅想要知道納米尺度的外觀結(jié)構(gòu)和形貌，同時(shí)也想深入了解納米尺度下的電子結(jié)構(gòu)、聲子態(tài)和等離激元等微觀內(nèi)部狀態(tài)。但是傳統(tǒng)的光學(xué)熒光顯微鏡分辨率在成像過(guò)

2、程中會(huì)受到衍射極限的限制，使其分辨率一般會(huì)大于λ/(2NA)，使得傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的成像分辨率一般大于180納米。
　　近年來(lái)，以受激輻射倒空成像（Stimulated emission depletion，STED）和隨機(jī)光學(xué)重構(gòu)成像(Stochastic optical reconstruction microscopy, STORM)為代表的超分辨成像技術(shù)的快速發(fā)展，徹底打破了光學(xué)衍射極限的限制，使光學(xué)顯微進(jìn)入到納米尺度。其中

3、STORM技術(shù)由于激發(fā)強(qiáng)度小、寬場(chǎng)超分辨成像等特點(diǎn)，可以對(duì)原先無(wú)法觀測(cè)到的納米尺度活體生物組織、細(xì)胞及其亞結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，可以在極低濃度的樣本中極其靈敏地分析分子間的相互作用，使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了迅速的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米尺寸生物組織結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究。
　　為實(shí)現(xiàn)STORM的快速超分辨成像，本論文提出了一種新型的基于壓縮感知的超分辨成像算法，并且和現(xiàn)有的重構(gòu)算法進(jìn)行了比較，討論了不同的分子激發(fā)密度和熒光獲取率、中心定位誤差之間的關(guān)