3.1.2 傅里叶分析法进行相位提取..16

3.1.3 希尔伯特分析法进行相位提取17

3.2 相位解包.19

3.2.1 与路径相关的相位解包19

3.2.2 与路径无关的相位解包..20

3.3 本章小结..20

4 免解包的相位恢复算法.20

4.1 原理21

4.2 模拟分析.22

4.3 本章小结..24

5 免解包相位恢复算法的实验研究..25

5.1 测量系统的组成..25

5.1.1 光源.25

5.1.2 扩束系统25

5.1.3 分光系统26

5.1.4 共焦放大系统.27

5.1.5 条纹采集系统..28

5.2 测量系统的搭建.28

5.3 实验中生物样品的制备..29

5.2 实验结果分析.30

5.3 本章小结..31

6 总结..31

致谢.32

参考文献32

1  绪论

1.1  研究背景

随着人类对生命现象本质研究的深入，生命科学涉及的问题日益深化，对研究手段和技术的要求也越来越高，因而在科学界兴起了一股物理学、化学、数学、工程学、信息科学等非生物学科与生命科学相互交叉相互融合的热潮。在这股潮流中，光学作为最具发展潜力的新兴学科，为生命科学研究提供了新颖的手段，尤其是各种显微成像技术的发明，吸引人们进入微观领域去找寻生命现象更本质的规律；与此同时，微观领域不断涌现出的新发现又将生命科学研究者的目光转移到从组织器官、细胞、分子等多层次上研究生物体，因而对观察和探测手段提出了更高的要求，需要光学研究者与生物学研究者合作，去进一步探索适用于微尺度生物样品检测的实时、原位、高灵敏度、高时空分辨率、无损的新方法和新技术。

    由于生命科学的研究对象是多彩的、复杂的、多层次的，所以在这场方兴未艾的交叉学科潮流中，生命科学陆续向光学提出了许多挑战性的问题。现有研究仍然不能满足细胞尺度生物样品检测的实时、原位、高灵敏度、高时空分辨率、无创伤的需求，因此新型显微成像术仍然是需要加大力度发展的领域。随着计算机和高分辨率数字采集技术的发展，以及数字图像处理技术的进步，人们希望将这些技术结合各种精密光学技术，如光学干涉技术等，应用于各类生物样品的检测诊断中，不仅能为细胞尺度生物样品的分析提供崭新的方法，而且还能为疾病发生机制的解析、医疗效果评价、药物筛选等重大科学问题提供一定参考，对探索生命过程、促进生物医学研究实现新的突破具有重要的指导意义。论文网

1.2  传统生物样品测量方法

    随着科技的进步以及人类生活的需要，使得我们需要对微观世界进行探索。因此，在很多方面，尤其是对生物样品的观察，医学检测等等，我们需要用显微技术对细胞进行测量。传统测量细胞的方法有很多种，以下介绍一些在医学诊断，科学研究等领域中常用的方法。

1.2.1  传统显微镜

明场显微镜是以标本的颜色以及透射率为基础的显微镜，一般透射式的明视场镜检，标本应经过染色处理，才能达到应有的效果。在各种显微镜的观察方法中，明场显微镜观察是最常规的一种，在生物学研究中被广泛应用。明场显微镜也是最早被用于检测生物样品的显微镜。

明场显微镜操作简单，成本低，而且应用广泛，对于观察一般尺寸的样品是很有用的。如图1.1和1.2所示，为两款常用的明场显微镜。

 图1.1 CX31显微镜   图1.2 CX41显微镜