超分辨光瞳濾波理論及其共焦傳感技術(shù)研究.pdf

1、　　本課題在研究光瞳濾波理論和共焦顯微成像原理的基礎(chǔ)上，研究了一種具有三維超分辨成像能力的新型超分辨共焦檢測(cè)方法與技術(shù)，為超分辨光瞳濾波技術(shù)及三維超分辨光學(xué)測(cè)量傳感系統(tǒng)的研究提供理論依據(jù)及先期的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?！　”菊n題的研究?jī)?nèi)容主要如下：　　從光瞳濾波器超分辨特征參數(shù)G、S的基本定義出發(fā)，首次建立了包含振幅型、位相型和復(fù)振幅型在內(nèi)的光瞳濾波器超分辨特征參數(shù)G、S的統(tǒng)一精確解析模型，依據(jù)該模型對(duì)不同類型的光瞳濾波器的超分辨特性進(jìn)行分析和比

2、較，給出了不同類型光瞳濾波器的適用范圍及特點(diǎn)；基于光瞳濾波器通過減小光學(xué)系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)尺寸大小來提高系統(tǒng)分辨力的這一特性，推導(dǎo)出光瞳濾波器橫向超分辨、軸向超分辨和三維超分辨三種條件下的G、S和M理論限制域，為超分辨光瞳濾波器的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)；　　提出了基于生物遺傳算法的光瞳濾波器全局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，利用該優(yōu)化算法設(shè)計(jì)了不同超分辨性能要求的振幅型光瞳濾波器、位相型光瞳濾波器和復(fù)振幅型光瞳濾波器，通過分析比較獲得了各類超分辨光瞳濾波器的優(yōu)

3、缺點(diǎn)，為超分辨光瞳濾波器的設(shè)計(jì)提供了一種新型的設(shè)計(jì)方法；　　首次建立了影響光瞳濾波器超分辨性能的制造誤差作用模型，其從光學(xué)系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)出發(fā)，推導(dǎo)出光瞳濾波器制作中產(chǎn)生的定心誤差、相位刻蝕深度誤差和刻線寬度與光瞳濾波器超分辨特性參數(shù)G、S間的解析關(guān)系，為光瞳濾波器設(shè)計(jì)中制作誤差的確定提供了理論依據(jù)；　　利用建立的光瞳濾波器超分辨特征參數(shù)統(tǒng)一解析模型、基于生物遺傳算法的光瞳濾波器全局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和光瞳濾波器制造誤差作用模型等，設(shè)計(jì)制作

4、了橫向超分辨的三區(qū)位相型光瞳濾波器，并對(duì)其超分辨性能進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；　　提出了一種基于位相型光瞳濾波理論的三維超分辨差動(dòng)共焦顯微成像方法與技術(shù)，其利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的位相型光瞳濾波器最大程度地改善共焦系統(tǒng)的橫向分辨力，利用共焦顯微系統(tǒng)的雙光路差動(dòng)接收探測(cè)來最大程度地改善共焦系統(tǒng)的軸向分辨力，繼而最終達(dá)到使共焦系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高空間分辨力成像與檢測(cè)，文中還對(duì)提出的該三維超分辨共焦顯微系統(tǒng)的三維成像特性進(jìn)行了分析，為三維超分辨共焦系統(tǒng)的構(gòu)建