光学显微相位成像在细胞形态检测中的应用研究(6)

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本文主要关注这种全场定量相位显微技术，在传统相位恢复的基础上实现了免解包的相位恢复算法，大大缩短了后期处理时间，为实现实时相位定量测量奠定了坚实的基础。

1.4 本文的主要工作

本文主要是在定量干涉显微的基础上，改进了传统的相位恢复算法，通过多采集一幅背景干涉图的方法，实现了免解包的相位恢复算法。该方法能够大大提高计算效率，是实现实时相位定量测量方法的一种理想选择。

绪论部分主要围绕生物光学成像，首先介绍了多种生物成像技术，如明场/暗场显微，相位显微成像，荧光显微成像，超分辨率显微成像等等；之后介绍了单点与全场的定量相位测量技术，并说明其优势与特点。

第二章首先介绍了定量显微干涉测量技术的方法及原理，并介绍了定量显微测量在诸多生物检测中的应用。

第三章主要介绍了相位恢复技术，包括相位提取和相位解包两个部分，其中相位提取部分主要介绍了四步移项法，外差干涉法，傅里叶变换法和希尔伯特变换法等四种方法，而相位解包则重点介绍与路径有关的和与路径无关这两种算法。

第四章中，介绍了一种免解包的快速相位重建方法，首先结合数学推导等手段，从原理上介绍了了该方法，并使用数值模拟，验证了该算法的可行性。

第五章中，使用该免解包的相位恢复算法，在定量干涉显微中对干涉图进行处理，并且得到了血红细胞的定量相位分布。

第六章，总结全文并且给出了创新点。

2 定量显微干涉测量方法及原理

2.1 干涉测量原理

干涉测量是基于光波叠加原理，在干涉场中产生亮暗交替的干涉条纹，通过分析处理干涉条纹来获取被测量的有关信息。当两束光满足频率近似，振动方向相同的条件，就会发生干涉。干涉场中任一点的合成光强为：

其中，为两束光到达同一点的光程差；和分别为参考光和物光的光强；为光波长。干涉条纹是光程差相同点的轨迹，以下两式分别为亮纹和暗纹方程。

基于干涉原理，提出了许多用于精密测量的干涉仪：如迈克尔逊干涉仪，马赫-曾德干涉仪，泰曼格林干涉仪，斐索干涉仪等等。在本课题中，实验装置采用的是马赫-曾德干涉仪系统，由于其参考光路和样品光路分开，方便生物样品的放置与光路调节。

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