Интерференционные методы измерения интегральных и локальных параметров фазовых микрообъектов

• Автор: Минаев, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Глава 1 Интерференционная микроскопия и микротомография фазовых объектов
1.1 Интерференционная микроскопия фазовых объектов
1.2 Схемы интерференционных микроскопов
1.3 Современное состояние интерференционной микроскопии
1.4 Оптическая микротомография
1.5 Выводы
Глава 2 Автоматизированный интерференционный микроскоп Линника
2.1 Формирования интерференционного изображения в микроскопе Линника с широким источником пространственно-некогерентного света
2.2 Исследование контраста и области локализации интерференционной картины в микроскопе Линника
2.3 Функциональная схема автоматизированного микроскопа
2.4 Оптическая схема автоматизированного микроскопа
2.5 Выводы
Глава 3 Измерение интегральных параметров фазовых микрообъектов с помощью автоматизированного интерференционного микроскопа Линника
3.1 Измерение интегральных характеристик стационарных фазовых микрообъектов
3.1.1 Морфометрия по фазовым изображениям
3.1.2 Измерение массы сухих веществ клетки
3.2 Измерение интегральных характеристик нестационарных фазовых микрообъектов
3.2.1 Динамическая фазовая микроскопия
3.2.2 Измерение инкремента показателя преломления (массы сухих веществ) живой клетки во времени

3.3 Выводы
Глава 4 Измерение локальных параметров фазовых микрообъектов методами оптической микротомографии
4.1 Микротомограф на основе интерференционного микроскопа Линника
4.2 Конфокальный томографический интерференционный микроскоп
* 4.3 Интерференционный томографический микроскоп с зеркальным
иммерсионным конденсором
4.4 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Технические характеристики автоматизированного интерференционного микроскопа

Актуальность темы определяется недостаточностью разработки количественных методов исследования фазовых микрообъектов и измерения их интегральных и локальных параметров.
Фазовые микрообъекты, прозрачные для излучения. видимого оптического диапазона, широко распространены как в промышленности, так и в биологии и медицине. К ним относятся различные полимерные пленки, кристаллы, оптические микродетали, оптоволоконные изделия, и, наконец, биологические микрообъекты - клетки и др. Эти объекты описываются трехмерным (3D) пространственным распределением показателя преломления n(x,y,z), с которым связаны плотность, температура, концентрация и другие физические параметры объекта [1].
При изучении фазовых объектов сразу встает задача их визуализации. На сегодняшний день она решена, широко известны следующие методы: фазовый контраст (метод Цернике), интерференционный контраст, дифференциальноинтерференционный контраст (метод Номарского, DIC), метод темного поля, поляризационный контраст и пр [2]. Однако в настоящее время при исследовании фазовых микрообъектов требуется не только наблюдать и оценивать различные геометрические параметры (площадь, периметр), но и проводить измерения их локальных и интегральных характеристик.
Исходным измеряемым параметром фазового микрообъекта является оптическая разность хода (ОРХ). Это интегральная характеристика, так как ОРХ представляет собой интеграл от функции распределения показателя преломления вдоль луча или одномерную (1D) луч-сумму. Двумерное (2D) * распределение ОРХ, полученное вдоль набора параллельных лучей является параллельной 2D проекцией, а вдоль набора лучей, пересекающихся в одной точке - конусной 2D проекцией. Будем далее называть 2D распределение ОРХ фазовым изображением.

наклонного освещения [33]. Схема может быть применена небольших объектов и имеет малый угол зондирования - 20°. зондирования - любая двумерная (20).
В работах [34-36, 54] было предложено использовать смещение точечного источника в плоскости апертурной микрообъектива и получение наклонного освещения рис. 1.25в. зондирования - любая двумерная (20). Схема описана в главе 4.
Зерпао+ИИрад Зерило-10 град
ТОЛЬКО ДЛЯ
Траектория
двумерное
диафрагмы
Траектория
Шарнир
Кораиысло
Огрвннчнгедь структура
Рисунок1.24 - Матрица микрозеркал DMD (Digital Micromirror Devices) обеспечивает угол зондирования 20° [33].
а б в г д
Рисунок 1.25 - Схемы зондирования объекта в микроскопии: а-в) со сканированием пучка зондирующего излучения относительно неподвижного объекта; г, д) с движением объекта относительно неподвижного пучка зондирующего излучения. 1, 5 - передняя и задняя фокальные плоскости микрообъективов, 2, 4 - микрообъективы, 3 - объект, 6 - источник, 7 -держатель.
Схемы со сканированием объекта относительно неподвижного пучка (axial microtomography) реализованы для следующих вариантов вращения: