[發明專利]一種基于最優照明模式設計下的差分相襯定量相位顯微成像方法

有效

• 申請號: 201811434077.4
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109375358B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 陳錢;丁君義;左超;范瑤;孫佳嵩;盧林芃;張翔宇;張祖鑫;潘向鵬
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G02B21/06
• 分類號: G02B21/06;G02B21/14
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種基于最優照明模式設計下的差分相襯定量相位顯微成像方法，其特征在于過程如下：

步驟一，最優照明圖案設計：首先推導得出差分相襯定量相位成像中各向同性相位傳遞函數所對應的照明圖案，即為最優照明圖案；具體是得到的最優照明圖案形狀為照明數值孔徑NA_ill與物鏡數值孔徑NA_obj相等的半環形圖案，設物鏡的數值孔徑為NA_obj，該照明環上的單顆LED與中心點的間距為d，由單顆LED發出的光線與光軸的夾角為α_i，則由該環形圖案上的LED照明時得到的照明數值孔徑NA_ill滿足下式：

得到的最優照明圖案照明強度分布以方向軸為起點隨照明角度余弦變化，極坐標下表達式為：

S(θ)＝cos(θ)

其中，夾角θ按順時針方向增大；其中，LED與樣品的距離為h；

步驟二，最優照明下原始圖像采集：采用高密度可編程LED陣列顯示兩軸照明情況下的四幅最優照明圖案，并產生同步觸發信號至相機，在每幅圖案下采集一幅樣品圖像，共采集四幅原圖像，分別記為I_l、I_r和I_u、I_d，其中I_l、I_r代表左右軸方向上的兩幅圖像，I_u、I_d代表上下軸方向上的兩幅圖像；

步驟三，相差圖像計算：根據差分相襯成像計算公式，計算得到最優照明下樣品在左右軸方向上的強度相差圖像以及上下軸方向上的強度相差圖像

步驟四，最優照明模式對應的相位傳遞函數確定：最優照明模式對應的相位傳遞函數PTF_lr(u)、PTF_ud(u)呈各向同性，即在極坐標系中，令r_a為相位傳遞函數中任一點a到中心點的距離，r_NA為部分相干成像的在頻域中的極限頻率到中心點的距離，那么得到左右方向的相位傳遞函數為：

上下方向的相位傳遞函數為：

得到它們的強度分布為：

步驟五，對樣品定量相位的求解：利用求得的兩軸相位傳遞函數和對應的樣品相差圖像，在Tikhonov準則下進行反卷積計算，得到最終要求的定量相位結果，完成整套最優照明模式設計下的差分相襯定量相位顯微成像。