【摘 要】
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光学显微成像技术在生物医学研究领域具有重要作用,然而,由于光学衍射极限的存在,传统的远场光学显微成像技术的分辨率只能达到半波长左右,这严重阻碍了其在亚细胞水平的应用。近年来,有研究人员基于荧光的偏振特性,提出了基于荧光偏振解调的超分辨显微成像技术（SPo D）。该技术通过对不同偏振方向激发下的偏振调制荧光图像序列在空域进行优化迭代从而重建超分辨图像。并在此基础上,提出了基于荧光偏振调制的超分辨偶极
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光学显微成像技术在生物医学研究领域具有重要作用,然而,由于光学衍射极限的存在,传统的远场光学显微成像技术的分辨率只能达到半波长左右,这严重阻碍了其在亚细胞水平的应用。近年来,有研究人员基于荧光的偏振特性,提出了基于荧光偏振解调的超分辨显微成像技术（SPo D）。该技术通过对不同偏振方向激发下的偏振调制荧光图像序列在空域进行优化迭代从而重建超分辨图像。并在此基础上,提出了基于荧光偏振调制的超分辨偶极子方向映射技术（SDOM）获取了超分辨尺度下的分子方向结构信息。但上述研究都基于空域的优化算法来重建超分辨图像,并没有分析荧光偏振调制实现超分辨的机理。基于此,本课题创新性地从频域角度对荧光偏振调制超分辨显微成像技术进行探究,首先提出荧光偏振调制显微成像的频域理论分析基础和成像模型,从理论上分析了荧光偏振调制提高分辨率的机理,其次基于频域成像模型研究荧光偏振调制引起的频谱变化并提出对应的频域重建方法,最后利用单个偶极子和偶极子簇样本进行仿真验证和分析。仿真分析表明荧光偏振调制可以对样本的高频分量实现移频从而扩展显微成像系统的光学传递函数进而实现超分辨成像,进一步验证了频域重建算法的可行性。本课题从频域角度分析了偏振调制实现超分辨的机理,为荧光偏振调制超分辨显微技术的研究提供了频域理论分析基础,并提出了对应频域的重建算法,为该领域相关研究研究提供了有益的参考。
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