生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為一種非入侵、無損、高分辨率的成像方法，生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像技術(shù)近年來發(fā)展迅速，成為生命科學(xué)領(lǐng)域與光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文采用理論分析、模擬、實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用相結(jié)合的研究方法，對(duì)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像中的若干關(guān)鍵技術(shù)展開研究，著重對(duì)自適應(yīng)相位補(bǔ)償?shù)某堂}沖雙光子顯微成像技術(shù)和共路頻域光學(xué)相干層析成像技術(shù)進(jìn)行分析，提供了在組織成像、內(nèi)窺、外科手術(shù)引導(dǎo)成像等方面應(yīng)用受限的解決方案。
　　首先本文從非線性光學(xué)出發(fā)介紹了雙光子顯微成像技術(shù)的理論及其

2、優(yōu)勢，對(duì)自適應(yīng)相位補(bǔ)償（同時(shí)補(bǔ)償?shù)碗A色散和高階色散）的超短脈沖(10 fs)雙光子成像系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，展現(xiàn)了在補(bǔ)償后超短脈沖獲得的一系列優(yōu)勢;首次對(duì)雙光子顯微成像中的高階色散進(jìn)行理論推導(dǎo)和量化分析，通過分析超短脈沖雙光子系統(tǒng)中光學(xué)材料和棱鏡對(duì)的色散，發(fā)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)高階色散的來源;整理了雙光子顯微系統(tǒng)中使用長脈沖和短脈沖的優(yōu)劣，并證明了在生物醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用中，超短脈沖在沒有進(jìn)行自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)那闆r下，效率和激發(fā)強(qiáng)度甚至低于長脈沖情況。

3、>　　然后本文從光學(xué)層析成像的理論基礎(chǔ)出發(fā)介紹了頻域光學(xué)相干層析成像的原理和特點(diǎn)，對(duì)基于共路的光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述;首次提出并分析了三種不同的共路光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)中光纖束內(nèi)窺探頭的聚焦系統(tǒng)，還對(duì)系統(tǒng)的信噪比進(jìn)行分析從而對(duì)探頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化;首次對(duì)光學(xué)相干層析成像技術(shù)添加了拓?fù)溲a(bǔ)償和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償功能，為表面拓?fù)洳町愡^大導(dǎo)致OCT應(yīng)用受到限制以及外科手術(shù)引導(dǎo)中組織無意識(shí)的跳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)造成成像偽影導(dǎo)致錯(cuò)誤引導(dǎo)手術(shù)等問題提供了