水下浮游生物激光全息探測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、海洋在地球生態(tài)系統(tǒng)平衡與調(diào)節(jié)的過程中有著不可替代的作用，其中海洋浮游生物研究是海洋科學研究的重要課題。浮游生物是一個復雜、龐大的生物群落，包括動物和植物，它們在生命起源、新基因發(fā)現(xiàn)、新藥品研制、環(huán)境保護和全球氣候變化等多方面有著重要的研究意義，逐漸成為海洋研究的熱點話題之一。
　　數(shù)字全息顯微技術(shù)是數(shù)字全息與顯微成像技術(shù)相結(jié)合而形成的一種探測技術(shù)，它發(fā)揮了數(shù)字全息景深大、無干擾、無破壞的探測特點，又結(jié)合了顯微物鏡的放大特性，實現(xiàn)對

2、較小尺寸的浮游生物進行探測。
　　本文設(shè)計的同軸數(shù)字全息顯微Digital In-line Holographic Microscopy(DIHM)探測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對浮游生物的光場獲取。在不同景深對圖像進行再現(xiàn)，實驗結(jié)果既可以得到單一浮游生物的清晰圖像，也可以獲得一定水體內(nèi)浮游生物在海水中的分布情況。實驗可以觀察到橈足類，夜光蟲以及各種藻類的形態(tài)信息，結(jié)果表明數(shù)字全息顯微系統(tǒng)是一種適合海洋原位探測的浮游生物研究的有效方法。

3、　　論文設(shè)計并完成了水下浮游生物激光全息探測系統(tǒng)的制作，該系統(tǒng)由光源艙和接收艙兩部分組成，兩艙體后端尾部有電纜相連，供電電池位于光源艙內(nèi)，為兩個艙體提供電能，光源艙主要作用是產(chǎn)生平行光照亮待測水體;接收艙為顯微放大單元和圖像記錄存儲單元，通過CCD采集圖像，并與PC104進行通信，完成圖像的存儲。制作完成的艙體L1340 mm×W156 mm× H156 mm，能夠在水下200 m工作，通過耐壓測試、密封性測試以及淺海探測實驗，系統(tǒng)樣機

4、能夠?qū)崿F(xiàn)對水下浮游生物的探測。
　　本文通過對數(shù)字同軸全息顯微系統(tǒng)的介紹和在海洋浮游生物成像實驗的基礎(chǔ)上，完成了水下儀器的制作，通過實驗測得系統(tǒng)的分辨率可以達到7.8μm，景深可以達到10mm，在相同放大率的情況下，景深優(yōu)于一般光學顯微鏡指標。該系統(tǒng)可以同時保證在足夠的放大倍率下獲得較大景深，并且系統(tǒng)分辨率滿足浮游動物和浮游植物的探測需求。
　　經(jīng)過淺水實地探測實驗，發(fā)現(xiàn)水體擾動、環(huán)境光、孿生像以及零級像的存在都會對圖像像質(zhì)