弱吸收物体光相位场的定量测量研究(2)
在医疗诊断中，光学显微干涉技术已被用来作为常规的检查方法，如对血液、寄生虫卵、病原菌等的镜检等。利用光学干涉显微技术作病理研究已发展为一门专门的学科——细胞病理学，它在癌症的诊断中特别重要，比如在某些遗传病的诊断中，已离不开用光学显微技术作染色体变异的检查。此外，在卫生防疫、环境保护、病虫害防治、检疫、中草药鉴定、石油探矿和地层鉴定、木材鉴定、纤文品质检定、法医学、考古学、矿物学以及其它工业材料和工业产品的质量检查等方面，都有广泛的应用。
1.1.1 生物学显微技术（Biological Microtechnique）
生物学显微技术（Biological Microtechnique）是从16世纪末以后，随着显微镜的发明和化学染料工业的发达而发展起来的，它的产生直接导致了细胞生物学、动植物胚胎学、微生物学的产生和发展，若没有显微镜的出现，就无所谓显微技术。显微技术就是在显微镜所能观察的范围内进行的一切实验操作和其产生的原理知识及方法技术。其中常用的有共焦显微技术、相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微技术和双光子显微成像技术等等。
1.1.2 光学显微干涉技术的优点
光学显微干涉测量装置组装简单、使用方便、对细胞具有非侵入性、无电离辐射、操作模式多，而且精度高、速度快、无损，还可以对流动的细胞进行实时放大观测。从显微镜输入图像的可以进行直接分析，减少转换时间，应用方便，分析精度比较高。
同时光学显微干涉技术成本低，适合研究所和高校实验室进行光学检测和生物细胞研究，除此之外，光学显微干涉技术还能够进行实时测量干涉图和对干涉图进行测量，大大加快了科学研究，能够实时发现实验问题和改正实验装置。
光学显微镜技术是研究细胞结构最重要的工具，在细胞生物学领域中应用最为广泛。利用光学干涉显微技术进行的生物学研究可以反映细胞水平、超微结构水平，甚至分子水平三个不同的层次的信息。其生成的强度图像包含了很多重要的信息，在微小样品检测、生物组织测量方面有众多的应用。
利用显微操作器，人们几乎可以随意地握持微小的细胞和组织块进行切割、打孔和外科手术；显微分光光度计可以检测单个细胞中化学成分及数量；激光共聚焦显微镜不仅能三文立体重建成像，与计算机结合进行Z、Y、X三轴CT扫描，还能实现光切片，把1 厚的生物显微切片材料进一步光切片至1／20 、1／200 ，甚至单层分子级；环境扫描电子显微镜的应用更是省去了许多繁杂的实验步骤，可直接观察含水鲜活的生物材料。
由此可见，光学显微干涉技术在医学研究和细胞探测等领域有着重要的意义。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要工作
本文主要在理论和实验两个方面对血红细胞光相位场的定量测量进行了讨论与分析。
一、首先对本课题进行了文献的调研，主要是国际上知名科研小组的研究方向和研究成果，以此了解科研背景与研究方法，并作为实验参考。
二、然后从理论上讨论了光学干涉测量、相位提取和相位解包的基本原理，为接下来的实验打好基础。
三、根据血红细胞的数学模型，对其进行光学显微干涉测量的Matlab模拟运算。
四、以马赫-曾德干涉仪的原理为主体的光路作为实验装置，对血红细胞进行定量相位成像实验，并用高速摄影CCD对干涉条纹进行实验结果记录，同时对条纹干涉图进行相位分析处理，得到细胞的相位信息。
五、根据实验结果及其分析，做出相应的实验结论。