​基于数字全息显微微粒三维位移跟踪测量技术  
 

发布者:吴琼   发布时间:2017-12-20  浏览次数:107    

 

    微粒三维位置及变化的跟踪测量在生物物理学、生命科学等研究领域有着重要应用。基于数字全息显微技术的微粒跟踪方法具有非接触、实时性强的优势,然而,常用的数字全息显微技术对于微粒跟踪测量,在焦面附近受到孪生像的困扰,使测量精度及范围受限。因此研究一种突破测量限制、提高测量效率的方法显得尤为重要。

    为此,天津大学胡晓东教授课题组利用离轴数字全息显微技术追踪微粒,结合光程长差分算法及去条纹法,从测量机理上突破传统微粒追踪测量的离焦测量限制,以点计算代替面计算,提高测量效率,在高通量、实时性等测量性能提高方面具有应用潜力。具体研究成果发表在中国激光第12期。

 

 

    光进入透明球形微粒发生折射,不同入射角度的光线在微粒中折射角度不同,导致出射后到达记录平面时,对应的光程长与入射角度并不呈现具有统一斜率的线性关系,但两固定入射角度的差分光程长分布具有拐点。追踪差分光程长的拐点在轴向的位置变化,实现对微粒的轴向追踪。

 

 

    根据光程长差分理论,选择两固定入射角度的点(微粒中心与距离微粒中心五个像素的点)根据数字全息术的原理计算两个像素点的光程长,将光程长差分曲线拐点作为追踪标记点对微粒进行轴向定位。测得微粒轴向位移如图所示。轴向的追踪分辨力至少能达到10nm。

    研究人员表示后续工作将重点在建模时根据样品面形模拟相应的光程长变化模型,使应用更加广泛。

 

[关闭窗口]