一、光学系统轴向超分辨滤波器的研究（论文文献综述）
刘文杰[1]（2021）在《基于宽场照明调制的快速三维超分辨荧光显微成像方法和系统研究》文中提出细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位,但其活动大都发生在纳米尺度的各细胞器中。虽然电子显微镜和原子力显微镜等技术已经将分辨率推进到单纳米量级,但是这些技术存在着对样品破坏性大、难以区分不同结构、无法观测动态样品等缺点,并不适用于对生物样品,尤其是对活细胞进行三维快速观测。而光学显微镜则具有损伤小、特异性强、成像速度快以及可实现三维成像等潜在优点,是唯一有可能用于对活细胞样品进行三维快速观测的成像技术。但是由于光学衍射极限的存在,传统光学显微镜的横向分辨率一般被限制在半波长量级,轴向分辨率则更低,只能达到横向分辨率的三分之一左右。超分辨光学显微成像理念的出现大大提升了普通光学显微镜的分辨率,也因此被授予2014年诺贝尔化学奖。但现有的超分辨成像技术仍然存在着各自的不足,主要体现在难以平衡横向分辨率、轴向分辨率、成像速度和成像深度等参数,进而实现对亚细胞结构的大深度和快速三维超分辨观测。本论文正是围绕着这一核心科学问题开展研究工作。考虑到三维时空超分辨的要求,研究以宽场照明光场调制为手段,提出了基于变角度倏逝场照明的新型轴向和三维超分辨成像理论,发展了基于结构光照明调制的横向和三维超分辨成像技术。为了在实验上验证这些理论和方法,本文也全新设计并搭建了一套基于复合扫描振镜的多模态多维度超分辨显微成像系统和平台,并提出了相应的仪器和实验定量化校准和优化方案,最终在不同技术中实现了多色、大深度（数微米全细胞尺度）、长时程（大于一小时）、快速（大于每秒十帧）和三维超分辨（百纳米以下）成像。具体而言,每章包括以下研究内容:第一章首先介绍了与本文相关的一些成像概念,然后总结和比较了超分辨光学显微镜领域在提升横向和轴向分辨率方面所做的一些工作,最后指出现有技术的局限以及本文所做的改进和创新。第二章提出了一种基于快速扫描振镜的环状照明全内反射荧光显微镜系统,并进行了定量化的系统标定,包括扫描环校正、入射角测量和偏振控制。第三章提出了两种基于变角度倏逝场照明进一步提升全内反射荧光显微镜轴向分辨率的方法,并进行了相应的仿真和实验验证。第四章提出了将变角度倏逝场照明和结构光照明进行结合提升三维空间和时间分辨率的方案,并在第二章的基础上设计了相应的基于复合扫描振镜的三维快速超分辨显微成像系统。第五章在第四章系统的基础上进一步开发了一套多模态超分辨显微成像平台,可通过三维结构光照明调制实现大深度下的三维快速超分辨成像。第六章提出了一种结合三维结构光照明和单分子定位成像技术进行关联数据分析的思路和方案,同时对影响重构结果质量的各参数进行了全面综合分析。
解青坤[2]（2020）在《光学超振荡器件设计及成像应用研究》文中研究表明光学成像技术带动了人类社会的变革,在生物、物理、化学、医学等各学科领域产生了深远影响。衍射现象作为光波的一个基本属性,它限制了光学成像系统的物理分辨率。突破传统衍射极限,发展超分辨成像技术一直是光学领域的热点话题。随着先进光学成像理论的发展,超分辨成像技术在荧光显微、近场扫描成像等领域取得了丰硕成果,但是这些方法无法应用于远场不易操作性目标的观察。近年来,在远场光学成像领域,科研人员提出了一种新型光学超衍射器件——超振荡器件的设计思想和技术,它不依赖倏逝波提取和荧光标记,实现了远场超衍射成像,有效突破了阿贝衍射极限的束缚,在先进光学成像研究领域具有十分重要的科学研究价值。本博士论文主要研究了超振荡器件的设计及其成像应用的具体实现途径,该研究在微纳光刻、医学成像、精密测量、光存储等领域具有重要理论和应用价值。本论文主要研究内容和取得的创新性研究成果具体如下:（1）提出了一种基于二元分离式超振荡器件的远场小视场超衍射成像方法,有效克服了现有超衍射成像系统工作距短、离轴成像畸变大等技术难题。该方法创新之处在于:通过采用分离式超振荡器件设计,实现了小视场范围内的无畸变离轴成像;同时,基于标量角谱理论,建立了超振荡器件的非线性优化模型,有效克服了传统线性优化方法边界条件复杂、寻优不彻底的问题。实验结果表明,在λ=632.8 nm激光照明下,实现了1.5°视场内的无畸变的超衍射聚焦光场,其半高全宽可以达到0.31λ/NA,分辨率较同等数值孔径下的衍射受限系统提高了38%。（2）提出了一种用于无扫描超衍射成像的复合超振荡器件设计。针对现有超衍射成像系统单次成像视场小,焦深短的缺点,首先采用Alex超方向天线设计理论,利用切比雪夫多项式序列构建了理想超衍射波前;其次,通过合理抑制中心区域的透过率分布,构建了复合超振荡器件的优化模型。仿真结果表明,采用复合超振荡器件,在像面处可以产生具有连续超衍射特性的轴向伸长的锥形聚焦斑,旁瓣抑制比较现有超衍射成像系统提升了120%。同时,纵向焦深达到了3.13λ/NA,在成像时具有很大的目标轴向调节冗余,可以广泛应用于大视场实时超分辨成像系统的研究。（3）提出并搭建了一套非相干光无扫描超衍射成像系统。不同于现有超衍射系统的相干扫描成像机制,该系统的创新性及其优势在于:首先,采用离子束刻蚀技术加工了二元振幅/相位型复合超振荡器件,摆脱了现行采用空间光调制器波前调制时对偏振的依赖性;其次,采用非相干照明代替传统相干照明方式,有效抑制了目标不同位置处成像光束的干涉,系统成像噪声得到了大幅度抑制。针对复杂目标开展了成像实验研究,成像结果证明了该系统在无扫描超衍射成像应用中的有效性和实用性,系统成像分辨率达到了0.35λ/NA,较同等数值孔径下的衍射受限系统提高了30%。
魏明[3]（2020）在《瞳函数调制的超分辨望远成像机理研究》文中研究指明本文以望远光学系统为背景,开展了望远光学系统光瞳调制超分辨技术的研究。具体为进行了0-π阶跃位相型滤波器的设计,并进行了望远光学系统中视场光阑对于光瞳及像面光场的影响分析,研究了它对光学系统超分辨效果的影响,并进行了补偿元件的设计。根据超分辨成像理论设计了二环带、三环带、四环带、五环带四种阶跃位相型光瞳滤波器,给出了具体参数和超分辨指标值。然后将这四种滤波器分别加入望远光学系统进行了仿真,并搭建实验,验证了四种滤波器的超分辨成像效果。研究发现四种滤波器中四环带滤波器超分辨倍率最高,为1.34倍。五环带超分辨倍率为1.31倍,旁瓣强度最低,不超过主瓣峰值的0.1倍。光瞳滤波器虽然可以提高超分辨倍率,但也会增加旁瓣强度,影响主瓣成像质量。以往处理方法为加入视场光阑进行局部视场成像,但视场光阑本身的衍射效应同样会对超分辨成像产生影响。本文以四环带滤波器望远超分辨成像系统为研究载体,研究了视场光阑对光瞳处和像面处光场PSF的影响,发现视场光阑对光瞳处光场以及像面处光场的影响十分显着,甚至会使超分辨望远光学系统失去超分辨效果,同时也会提高旁瓣强度。提出了一种修正滤波器表面面形的补偿方法,并进行了仿真分析和实验验证,证实该方法可以很好的补偿视场光阑对超分辨成像的影响。对于含有低旁瓣强度五环带滤波器的望远系统,对其进行多目标超分辨成像仿真,结果证实此种滤波器旁瓣影响较小,适用于多目标超分辨成像。对0-π阶跃位相型光瞳滤波器进行偏心、倾斜、位相和阶跃点公差分析后,发现本文所设计的望远光学系统中,滤波器的偏心、倾斜对于超分辨成像效果影响较小,而位相和阶跃点的公差灵敏度较高,产生的误差对超分辨成像效果影响较大,而且位相误差会引起聚焦点横向偏移。
郭雨晗[4]（2019）在《共焦显微系统中移焦探测方法研究》文中研究表明随着现代微加工技术和光学超分辨技术的不断进步,微尺度空间三维测量与成像技术向着大量程、高精度和高效率三个大方向前进。空间三维测量主要包括像散法、激光三角法、扫描隧道显微镜、机械探针法、原子力显微镜以及共焦显微技术等。其中,共焦显微技术因具有三维层析能力、不损伤样品表面、可对活体细胞进行观察、测量范围较大等优点,被广泛应用于材料学、生物学、医学、MEMS等技术领域。为提高传统共焦系统的轴向分辨力并扩大测量范围,外差共焦原理被进一步提出,其中点探测器轴向对称移焦问题一直是该系统实现过程中的难点。本课题将光瞳滤波器技术与共焦显微系统相结合,通过对位相型光瞳滤波器进行结构设计使其具有移焦特性,从而得到一种可满足小型化要求的外差共焦系统;同时在进行光瞳设计时,将横向超分辨因子作为其评价参数之一,以保证系统在实现轴向移焦的同时具有横向超分辨效果。本课题“共焦显微系统中移焦探测方法研究”主要完成工作包括:（1）对共焦显微系统及光瞳滤波器相位调制特性进行了详细的理论分析,并针对软针孔等效硬针孔的前提条件进行分析,得出结论在满足成像透镜rf3ril0/f2的前提下,系统为理想点探测时,由软针孔结构引入的成像系统点扩展函数hf将不会对共焦系统光强探测结果造成影响。（2）对光瞳优化效果评价参数的共焦系统测量影响情况进行了分析,给出了光瞳优化的约束条件,建立了光瞳优化模型,并利用遗传算法对位相型光瞳滤波器进行了结构优化设计,使其具有轴向移焦特性以及横向超分辨特性。（3）本课题利用空间光调制器模拟位相型光瞳滤波器在系统中的调制作用,为保证模拟效果,提出了一种基于菲涅耳透镜的空间光调制器相位图对准方法,以及一种基于杨氏干涉的空间光调制器相位调制特性测定方法。最后搭建了相关实验平台,对本课题所提出方法以及系统测量效果进行实验验证。实验结果表明:所提出的空间光调制器相位图对准方法可行,对准精度2.25μm,可满足课题要求;空间光调制器0-255灰度值的对应相位调制区间为0-1.5π,线性度为0.067;以平面镜为被测样品,测量物镜NA1为0.4,收集物镜NA2为0.25时,光瞳移焦量为5μm,外差共焦系统测量范围为±15μm,轴向分辨力为8nm,横向超分辨因子GT为1.23。
赵丽娜[5]（2018）在《自适应光学瞳面滤波超分辨成像技术及其对视功能的影响研究》文中指出成像技术的发展是推动科技进步的重要驱动力,对外界能够进行高分辨率或超分辨率成像有助于人类更深入地了解外部世界。光学成像分辨力客观上受到衍射极限的物理限制,如何突破衍射极限实现超分辨成像,是众多学科领域亟待解决的一个热点问题。光瞳滤波技术是超分辨成像技术中的核心分支。目前成熟的光瞳滤波器主要是应用二元光学加工工艺制作而成,也有研究者采用液晶空间光调制器作为光瞳滤波器实现超分辨效果,本文提出使用变形反射镜（变形镜）作为光瞳滤波器,实现超分辨效果。通过对比发现,变形镜能够克服已有光瞳滤波器的局限性,光能损失小,使用灵活,无波长和光偏振态限制。迄今为止,超分辨成像技术主要应用于生物显微镜、激光加工系统及光盘存储系统等众多领域,本文将超分辨技术思想创新性地应用在提升人眼视觉性能,探索突破人眼视功能极限的途径,具有实际应用意义。围绕本文的研究目的和研究方法,主要开展了如下几项核心工作。论文先后设计了两种形式的相位型光瞳滤波器函数:多项式型和Zernike多项式加权型。对得到的多项式光瞳滤波器函数分别用37单元和145单元的变形镜进行仿真拟合,仿真结果证明由于37单元变形镜驱动器单元数有限,导致分辨率过低,无法满足所设计的相位结构的精度要求;而145单元变形镜极间距小,空间分辨率高,可以较好地拟合设计的光瞳滤波器相位结构。Zernike多项式型光瞳滤波器的设计中,运用遗传算法寻找全局最优解,得到了符合设计要求的Zernike多项式光瞳滤波器。为了体现变形镜的可编程性和灵活性,以及对比不同特性光瞳滤波器函数的超分辨性能,本章选取两个Zernike多项式相位光瞳滤波器函数作为研究对象,一个光瞳滤波器（SR1）的超分辨因子（GT）较小,超分辨效果较为明显;另一个光瞳滤波器（SR2）的斯特列尔比（S）较大,光能损耗小。超分辨滤波器设计好后,依据不同阶段的实验目的,先后设计和搭建不同的自适应光学系统。各自适应光学系统的核心工作原理是将变形镜置于光学系统瞳面,通过程序控制变形镜产生所需的超分辨光瞳滤波器相位面形,由波前传感器实时测量出射波前,测量结果与设定的波前位相进行对比,根据对比结果调整变形镜面形,重复这一过程,直至变形镜面形达到设计要求,完成对超分辨位相结构的闭环拟合,实现超分辨效果。接下来进行超分辨效果测试。首先进行的是点扩散函数测试,得到衍射矫正和不同特性超分辨滤波器矫正下焦面处的光斑,对采集到的光斑做横向截面曲线,对比发现实验超分辨效果与理论计算基本相符,证明研究思路可行。然后重新搭建实验系统,对标准分辨率板（USAF1951）上第6组第2个元素进行超分辨效果测试,对CCD相机采集到的不同矫正条件下得到的图像进行处理,对比结果显示变形镜作为相位型光瞳滤波器,能够对图像产生超分辨效果,但由于主瓣的压缩,旁瓣的增强,导致超分辨成像对比度降低,图像清晰度不高。进一步,改进自适应超分辨光学系统,重新设计性能更好的Zernike超分辨函数,将本文提出的超分辨技术应用于人眼视功能影响测试。在两种不同超分辨光瞳滤波器调制下,先后对人眼点扩散函数（PSF）和对比敏感度函数（CSF）进行测试。实验结果证明人眼点扩散函数在不同光瞳滤波器的作用下会有不同变化,变化的规律符合预期超分辨效果。对比灵敏度函数测试结果及对实验结果的统计性分析表明,在光瞳滤波器（SR1）的矫正下,两名被试的对比灵敏度函数增益均有显着提升,而在另一个光瞳滤波器（SR2）的矫正下,人眼对比灵敏度函数并没有获得显着性增益。针对这一结果,论文进行了深入分析和讨论。本文研究了一种新的超分辨光瞳滤波器设计及实现方法,仿真和测试了不同情况下的超分辨效果,并测试了这种技术对于人眼视功能的影响,研究获得了初步成果,但在这一过程中也发现了有待思考和解决的许多问题,值得再做进一步深入的钻研。
唐芳[6]（2016）在《超分辨径向偏振光瞳滤波差动共焦显微成像方法与技术》文中提出随着纳米加工工艺技术的不断发展,具有纳米结构的器件呈现出结构日益精细、功能日趋多样的技术特征,该技术特征要求纳米结构几何尺度的测试,不仅具有极高的空间分辨能力,而且能进行大尺度、高精度三维测量,并能适应纳米制造中一致性与批量化的迫切需求。研究具有高空间分辨力的光学检测方法和技术,已成为现代测量领域亟待研究的课题。本论文“超分辨径向偏振光瞳滤波差动共焦显微成像方法与技术”针对高空间分辨力光学检测的迫切需求,提出一种空间分辨力高并具有绝对零点的新型共焦成像方法,利用径向偏振光紧聚焦特性和光瞳滤波技术改善系统横向分辨力,利用差动共焦技术改善系统轴向分辨力,为实现高精度精密测量提供一种技术途径,可广泛应用于精密制造、测试计量和高精度成像等领域,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。研究内容源于国家重大科学仪器设备开发专项项目“激光差动共焦扫描成像与检测仪器研发及其应用研究”（2011YQ040136）、国家自然基金仪器专款项目“超分辨差动共焦显微镜的研制”（60927012）,主要创新性工作如下:建立了基于矢量衍射理论的高数值孔径透镜成像径向偏振差动共焦显微成像技术的理论模型,建立了径向偏振差动共焦显微三维超分辨相干成像理论与模型,包括三维传递函数、三维点扩展函数模型的建立,为径向偏振光瞳滤波差动共焦显微技术的研究提供了理论与技术依据;提出了基于遗传算法的光瞳滤波器分析设计模型,对光瞳滤波器相位、半径等参数进行优化设计,制作了五区二元光学元件,对其超分辨特性进行了研究,分析了光瞳滤波器在制作过程中径向误差及刻蚀深度误差对系统成像的影响;提出了一种基于径向偏振光紧聚焦的光瞳滤波超分辨差动共焦测量方法,利用差动共焦探测技术来改善系统的轴向分辨力,将径向偏振光技术与光瞳滤波技术结合来改善系统横向分辨力。通过对光瞳参数和针孔轴向偏移量的理论分析,给出了光瞳滤波器处于最佳位置时针孔最佳偏移量,为径向偏振差动共焦传感器的设计提供理论基础;基于上述方法和优化设计的光瞳滤波器,设计研制了入射激光波长λ=632.8nm的径向偏振光瞳滤波共焦显微传感器和λ=405nm径向偏振光瞳滤波差动共焦显微传感器,并对其成像性能进行了实验验证;初步实验表明:当激光光源波长λ=632.8 nm,径向偏振光瞳滤波共焦显微成像系统比同等参数条件下的共焦显微成像系统横向分辨力提高了15.25%;激光光源波长λ=405nm,在表面形貌测量过程中,径向偏振光瞳滤波差动共焦显微成像系统的横向和轴向分辨力分别达到100nm和1nm,与具有相同结构参数的共焦显微系统相比,横向和轴向分辨力分别提高39%和3.7倍,适用于精细结构及表面轮廓测量。
侯斯靓[7]（2012）在《双折射光瞳滤波式差动共焦显微系统特性研究》文中研究表明在显微测量领域，对微观物体形貌及结构的准确检测逐渐成为现代科技的关注点之一。同时伴随着半导体技术、生命医学技术和量子技术的迅速发展，对超精密加工和微结构检测的需求越来越多，寻找一种能够简化系统的复杂结构，并且具有高效率、高分辨力特性的测量途径已经成为当前亟待解决的问题之一。本课题“双折射光瞳滤波式差动共焦显微系统特性研究”的研究目的是解决共焦显微测量的三维高分辨力的问题。在研究共焦显微测量原理和双折射滤波理论的基础上，将二者结合，并且将差动共焦引入到双折射光瞳滤波式共焦系统中，实现三维高分辨率光学测量，从而解决现代共焦显微技术发展中亟待解决的关键问题。研究成果可以推广应用于生物工程、微电子、超精密光学加工等领域实现高空间分辨力检测与成像。本课题的主要研究内容如下：首先开展双折射光瞳滤波方法研究，获得一种出射光的超分辨特性可以受到连续调制的滤波器，对该滤波器的横向分辨特性进行优化设计并制作双折射光瞳滤波器，该滤波器不仅具备可随自身参数改变轴向和横向分辨特性的特点，同时具有结构简单，制作过程中不涉及相位的改变，易于批量制造、成本低的优点，为提高共焦显微测量的分辨特性提供了一种可行的方法；其次，为寻求空间超分辨特性的共焦测量方法，将双折射光瞳滤波技术与差动共焦测量系统相结合，获得一种兼顾横向和轴向三维高分辨力特性的共焦显微测量原理；然后，研究双折射光瞳滤波式共焦显微传感技术与双折射光瞳滤波式差动共焦显微成像方法的特性，进一步在两种系统中优化滤波器参数，结果显示，优化的双折射光瞳滤波器与共焦显微传感技术相结合后使共焦系统的横向半高宽压缩了18%；最后，构建光瞳滤波式共焦显微系统实验装置，验证其理论特性，实验结果表明，在NA=0.65，λ=632.8nm条件下，该系统的轴向分辨力达到3nm，其横向线宽测量结果比标准光栅标定的宽度大0.077μm，相对误差为5.133%，与未放置滤波器的共焦系统相比，误差减小了0.107μm，相对误差减小了7.134%；同时构建三维超分辨差动共焦显微测量系统实验装置，对其理论特性进行实验验证和分析，实验结果显示，在NA=0.65，λ=632.8nm条件下，系统的轴向分辨力达到2nm，与标准光栅的标定宽度相比，其横向线宽测量结果比标准光栅标定的宽度小0.083μm，相对误差为6.100%，与未放置滤波器的共焦系统相比，误差减小了0.058μm，相对误差误差减小了1.933%。
周国尊[8]（2012）在《利用相位型光瞳滤波器实现远场光学超分辨的研究》文中指出无论是源于人类本身对未知世界探索的渴望，还是现代工程技术的各种需要，对微观领域的高分辨率成像都是一个十分重要的研究课题。这一课题中最有价值的目标之一就是突破光学衍射极限，相关的光学超分辨技术是实现这一目标的主要手段。本文首先对国内外超分辨技术研究的历史和现状做出了详细的总结，并选择了远场光学超分辨技术中的变迹术作为主要的研究方向，对变迹术中的超分辨光瞳滤波器技术做了重点研究。本文以衍射光学理论为依据，引出了超分辨效果的评价方法，以此为基础分析了连续型相位光瞳滤波器对光学成像系统成像效果的影响。针对当前相位型光瞳滤波器研究中的若干盲点，提出了一种多项式函数形式的相位型光瞳滤波器的设计方案。并使用MATLAB数学软件完成了这一方案，证明此种光瞳滤波器可以实现三维超分辨。文章最后给出了其与一种典型三区型相位光瞳滤波器的超分辨效果的对比。通过对比可以发现，在分辨效果的改善上，横向分辨率有明显提升，但施特尔比会有所下降。由于此种形式光瞳滤波器可以通过提高多项式次数来增加可调参数，因此其对超分辨效果的提升还有一定的改善空间。此外，本文关于多项式函数形式的相位光瞳滤波器的计算结果，对实际中制作连续相位型光瞳滤波器亦有一定的参考价值。
陈玲玲[9]（2010）在《电控空变偏振光瞳滤波器的设计》文中研究指明针对低数值孔径与大数值孔径的光学系统,设计其光瞳滤波器,进行衍射受限的光聚焦研究是目前光学工程研究中的重要内容。基于标量衍射理论的低数值孔径聚焦和基于矢量衍射理论的大数值孔径聚焦,经光瞳滤波后,可以获得聚焦区三维光强的重新分布,不但可以超越经典的“衍射极限”,而且可以获得其他分布形式,在诸多光学应用领域如光学超分辨、光学显微术、光存储、微光学操控、航空航天等领域获得重要应用。空变偏振矢量光束的聚焦是目前矢量光学研究的重要内容。本论文基于空变偏振态控制,结合电光调制技术,设计了电控多区域可调谐光瞳滤波器,分别对线偏振光（低数值孔径）和空变偏振光（大数值孔径）进行调制,实现光学聚焦场的整形与控制:（1）以两区域和四区域电光晶体为核心,与偏振片组合构成电控振幅光瞳滤波器,通过各区透射的偏振分量的相位延迟差的调控,实现了低数值孔径下横向超分辨、轴向焦移和焦深扩展的实时控制。（2）轴对称矢量偏振光入射,四区域光瞳滤波器调制及高数值孔径物镜聚焦后,实现了光针场、光管场等特殊的光学聚焦结构及焦移控制。以上结果表明,借助于此类电光晶体光瞳滤波器,不仅可以实现多功能光束整形及其实时操控,还可以避免传统光瞳滤波器一旦制成就不能再改变其光学超分辨参数的缺陷。本论文的研究结果对光学超分辨技术、光学显微术和微光学操控技术等的发展具有重要意义。
何毅,张雨东,李国俊,王炯,罗先刚[10]（2010）在《超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能》文中研究表明研究了超高斯相位型光瞳滤波器的轴向超分辨性能。通过数值模拟,使用新的参数T,w讨论确定了三区二元相位型光瞳滤波器的超分辨区域。将超高斯相位型与二元相位型滤波器对比,分析相同参数下两种光瞳滤波器的轴向超分辨能力,进而讨论超高斯相位型滤波器的轴向超分辨性能随其阶数的变化关系。超高斯型滤波器与相位型相比,超分辨能力略有降低,但其旁瓣能量也有所降低,因此能量利用率有所提高。
二、光学系统轴向超分辨滤波器的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光学系统轴向超分辨滤波器的研究（论文提纲范文）
（1）基于宽场照明调制的快速三维超分辨荧光显微成像方法和系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 从衍射受限到超分辨 |
| 1.1.1 衍射极限、分辨率、点扩散函数和光学传递函数 |
| 1.1.2 点扫描、宽场和全内反射荧光显微镜 |
| 1.1.3 景深和焦深 |
| 1.1.4 光学层切 |
| 1.2 横向超分辨光学显微镜 |
| 1.2.1 基于确定坐标分辨的横向超分辨光学显微镜 |
| 1.2.2 基于随机坐标定位的横向超分辨光学显微镜 |
| 1.2.3 基于频谱扩展的横向超分辨光学显微镜 |
| 1.3 轴向和三维超分辨光学显微镜 |
| 1.3.1 基于PSF工程的轴向超分辨光学显微镜 |
| 1.3.2 基于干涉的轴向超分辨光学显微镜 |
| 1.3.3 基于倏逝场的轴向超分辨光学显微镜 |
| 1.4 现有技术局限 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 本文创新点 |
| 2 定量化环状照明全内反射荧光显微镜系统 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 硬件系统 |
| 2.3 系统标定 |
| 2.3.1 扫描环校正 |
| 2.3.2 入射角测量 |
| 2.3.3 偏振控制 |
| 2.4 系统测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于变角度倏逝场照明的轴向超分辨光学显微镜 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 基于逆问题求解的多角度轴向超分辨全内反射荧光显微镜 |
| 3.2.1 重构原理 |
| 3.2.2 仿真结果 |
| 3.3 基于数值求解的双角度轴向超分辨全内反射荧光显微镜 |
| 3.3.1 重构原理 |
| 3.3.2 仿真结果 |
| 3.3.3 实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于变角度干涉倏逝场照明的三维超分辨光学显微镜 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 重构流程 |
| 4.2.1 MA-TIRF-SIM |
| 4.2.2 STARII-SIM |
| 4.3 硬件系统 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于三维结构光照明的大深度三维超分辨成像 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 硬件系统 |
| 5.3 重构原理 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于结构光照明和单分子定位的关联三维超分辨光学显微镜 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 SMLM实验优化 |
| 6.2.1 样品制备参数优化 |
| 6.2.2 图像获取参数优化 |
| 6.2.3 后期重构参数优化 |
| 6.2.4 基于普通PSF的3D SMLM重构 |
| 6.3 关联3D SIM-SMLM |
| 6.3.1 硬件系统 |
| 6.3.2 工作流程 |
| 6.3.3 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间主要科研成果 |
（2）光学超振荡器件设计及成像应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学衍射极限 |
| 1.2 显微超分辨成像技术研究现状 |
| 1.2.1 基于倏逝场重建的显微超分辨成像技术 |
| 1.2.2 荧光显微超分辨成像技术 |
| 1.3 超振荡现象及其光学应用 |
| 1.3.1 超振荡现象 |
| 1.3.2 光场超振荡技术在光学领域中的重要应用 |
| 1.4 本研究领域存在的问题 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 衍射光场计算方法和超振荡基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 衍射光学成像理论 |
| 2.2.1 波前的传播 |
| 2.2.2 非相干光衍射受限系统的点扩散函数 |
| 2.2.3 光学非相干成像系统的频率响应 |
| 2.3 超振荡基本理论 |
| 2.3.1 超振荡光场的相位振荡特性 |
| 2.3.2 超振荡函数的带宽特性和能量特性 |
| 2.4 超振荡透镜一般性设计方法 |
| 2.4.1 光学超振荡透镜 |
| 2.4.2 标量超振荡光场计算基本理论 |
| 2.4.3 矢量超振荡光场计算基本理论 |
| 2.4.4 超振荡透镜典型设计方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于二元超振荡器件的远场小视场超衍射成像 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二元超振荡器件的设计和优化 |
| 3.2.1 光与超振荡器件的相互作用 |
| 3.2.2 超振荡器件设计模型 |
| 3.2.3 超振荡器件的优化求解方法 |
| 3.3 超衍射成像系统成像特性分析 |
| 3.3.1 超衍射成像系统点扩散函数 |
| 3.3.2 离轴点目标成像 |
| 3.3.3 复杂目标成像 |
| 3.4 基于超衍射点扩散函数的特征提取算法 |
| 3.4.1 系统局部光学传递函数分析 |
| 3.4.2 基于超衍射点扩散函数的特征提取算法基本思路 |
| 3.4.3 离散目标的亚衍射特征提取实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于复合超振荡器件的无扫描超衍射成像 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合超振荡器件的优化设计模型 |
| 4.2.1 亚孔径结构对系统分辨率的影响 |
| 4.2.2 一维超衍射波前设计 |
| 4.2.3 复合超振荡器件的优化设计 |
| 4.3 无扫描超衍射成像系统成像特性 |
| 4.3.1 无扫描超衍射成像系统三维点扩散函数 |
| 4.3.2 透射型目标的超衍射成像特性 |
| 4.4 超衍射成像系统鲁棒性 |
| 4.4.1 波前非均匀性对系统超衍射聚焦特性的影响 |
| 4.4.2 系统探测噪声误差对成像质量的影响 |
| 4.4.3 超振荡器件的波长带宽响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光场相干超衍射聚焦和非相干光超衍射成像实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于空间光调制器波前调制的相干超衍射聚焦实验 |
| 5.2.1 液晶空间光调制器的调制机理 |
| 5.2.2 超衍射聚焦光路设计的关键技术分析 |
| 5.2.3 相干超衍射聚焦实验 |
| 5.3 基于4F系统的非相干光超衍射成像实验 |
| 5.3.1 无扫描超衍射成像系统的基本组成 |
| 5.3.2 超振荡器件微纳加工 |
| 5.3.3 无扫描超衍射成像实验 |
| 5.3.4 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）瞳函数调制的超分辨望远成像机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 衍射极限及分辨率 |
| 1.2 典型超分辨成像技术 |
| 1.2.1 传统高分辨率成像 |
| 1.2.2 近场扫描超分辨成像 |
| 1.2.3 光瞳滤波超分辨成像 |
| 1.3 光瞳滤波超分辨技术国内外发展现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 望远超分辨理论基础及光瞳滤波器设计方法 |
| 2.1 超分辨光瞳滤波器理论基础 |
| 2.1.1 圆对称标量衍射理论 |
| 2.1.2 焦点附近的光场分析 |
| 2.1.3 超分辨光瞳滤波器评价指标 |
| 2.2 位相型光瞳滤波器的设计 |
| 2.2.1 设计方法 |
| 2.2.2 设计结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 望远超分辨光学系统的设计与仿真 |
| 3.1 望远超分辨成像系统分析 |
| 3.2 超分辨望远成像光学系统的设计 |
| 3.2.1 设计要求 |
| 3.2.2 设计结果 |
| 3.3 超分辨光学系统仿真 |
| 3.3.1 超分辨光学系统仿真方法 |
| 3.3.2 超分辨成像仿真 |
| 3.4 视场光阑对超分辨光场的影响分析及补偿方法 |
| 3.4.1 视场光阑对光瞳处光场的影响分析 |
| 3.4.2 视场光阑对像面光场的影响分析 |
| 3.4.3 光阑影响补偿原理与方法 |
| 3.5 望远超分辨成像系统公差分析 |
| 3.5.1 光瞳滤波器公差分析方法 |
| 3.5.2 具体元件的公差分析 |
| 3.6 多目标成像仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 具有视场光阑的超分辨成像实验研究 |
| 4.1 核心器件选型 |
| 4.2 超分辨成像实验 |
| 4.3 加入视场光阑后的超分辨效果及补偿实验设计 |
| 4.3.1 视场光阑对超分辨效果影响实验 |
| 4.3.2 加入补偿信息实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）共焦显微系统中移焦探测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 共焦系统超分辨技术研究现状 |
| 1.2.2 光瞳滤波器研究现状 |
| 1.3 本课题需要解决的问题 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 共焦显微系统移焦探测基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 共焦显微系统探测原理分析 |
| 2.2.1 共焦系统三维相干传递函数 |
| 2.2.2 理想平面镜共焦成像特性 |
| 2.2.3 软针孔等效硬针孔实现点探测的条件 |
| 2.3 光瞳滤波器相位调制特性分析 |
| 2.3.1 位相型光瞳滤波器超分辨特性 |
| 2.3.2 位相型光瞳滤波器移焦特性 |
| 2.3.3 基于移焦光瞳的外差共焦系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 有限尺度探测时移焦光瞳结构优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限尺度探测的共焦系统轴向特性分析 |
| 3.3 光瞳滤波器优化模型建立 |
| 3.3.1 光瞳优化约束条件分析 |
| 3.3.2 光瞳滤波器优化模型 |
| 3.4 光瞳滤波器优化算法 |
| 3.4.1 遗传算法优化流程 |
| 3.4.2 基于GA的移焦光瞳优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于SLM的位相型光瞳滤波器实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SLM相位调制特性测定方法 |
| 4.3 基于菲涅耳透镜的SLM相位图对准方法 |
| 4.3.1 基于菲涅耳透镜的SLM相位图对准原理 |
| 4.3.2 SLM对准中物镜位置影响分析 |
| 4.3.3 SLM相位图偏移量与CCD采集图偏移量的关系 |
| 4.4 基于SLM的移焦光瞳实现方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验及结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SLM相位调制特性测定实验 |
| 5.2.1 相位调制特性测定实验装置 |
| 5.2.2 相位调制特性测定实验 |
| 5.3 SLM对准方法验证实验 |
| 5.3.1 相位图偏移量与采集图偏移量关系验证实验 |
| 5.3.2 SLM对准实验 |
| 5.4 共焦显微系统移焦探测实验 |
| 5.4.1 相位光瞳移焦效果验证实验 |
| 5.4.2 系统轴向分辨力实验 |
| 5.4.3 系统横向分辨力实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）自适应光学瞳面滤波超分辨成像技术及其对视功能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 衍射分辨率极限 |
| 1.2 典型光学超分辨成像技术 |
| 1.2.1 传统高分辨成像 |
| 1.2.2 近场超分辨成像 |
| 1.2.3 单微发光体超分辨成像 |
| 1.2.4 光瞳滤波超分辨成像 |
| 1.3 自适应光学技术及其在眼科学中的应用 |
| 1.3.1 自适应光学起源 |
| 1.3.2 自适应光学在眼科学中的应用 |
| 1.4 论文内容及结构 |
| 第二章 人眼光学结构及像差描述 |
| 2.1 人眼成像过程 |
| 2.2 人眼生理构造 |
| 2.3 人眼分辨率 |
| 2.4 人眼像差介绍 |
| 2.5 人眼像差数学描述 |
| 2.6 人眼像差特性 |
| 2.7 人眼像差测量 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 超分辨光瞳滤波技术 |
| 3.1 光瞳滤波器介绍 |
| 3.2 光瞳滤波器分类 |
| 3.3 光瞳滤波器应用 |
| 3.4 超分辨光瞳滤波器性能评价参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超分辨光瞳滤波器件 |
| 4.1 二元光瞳滤波器 |
| 4.2 液晶空间光调制器 |
| 4.3 变形反射镜光瞳滤波器 |
| 4.3.1 37 单元PZT变形镜 |
| 4.3.2 145单元变形镜 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 相位型超分辨光瞳滤波器设计 |
| 5.1 多项式相位光瞳滤波器设计及仿真 |
| 5.2 Zernike多项式光瞳滤波器设计及仿真 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 自适应超分辨光学系统光学质量评估 |
| 6.1 点扩散函数测试 |
| 6.1.1 实验系统 |
| 6.1.2 实验结果及分析 |
| 6.2 分辨率板测试 |
| 6.2.1 实验系统 |
| 6.2.2 实验结果及分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 自适应超分辨光学系统视觉性能评估 |
| 7.1 人眼点扩散函数测试 |
| 7.1.1 超分辨光瞳滤波器设计 |
| 7.1.2 实验系统 |
| 7.1.3 实验结果及分析 |
| 7.2 人眼对比敏感度测试 |
| 7.2.1 心理物理学简介 |
| 7.2.2 对比敏感度函数介绍 |
| 7.2.3 对比敏感度测试方法 |
| 7.2.4 实验光学系统 |
| 7.2.5 实验结果及分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 论文工作总结 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）超分辨径向偏振光瞳滤波差动共焦显微成像方法与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 光学超分辨研究现状及发展趋势 |
| 1.3 超分辨共焦显微技术研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 4Pi共焦显微术 |
| 1.3.2 共焦干涉显微术 |
| 1.3.3 差动/三差动共焦显微术 |
| 1.3.4 双轴共焦显微术 |
| 1.3.5 分光瞳式共焦theta显微术 |
| 1.3.6 光瞳滤波式超分辨共焦显微术 |
| 1.4 存在问题及发展趋势 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 高数值孔径径向偏振共焦显微技术基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高数值孔径物镜的三维成像理论 |
| 2.2.1 高数值孔径物镜成像点扩散函数 |
| 2.2.2 高数值孔径物镜成像相干传递函数 |
| 2.3 高数值孔径共焦显微技术的三维成像理论 |
| 2.3.1 高数值孔径共焦显微系统的相干成像公式 |
| 2.3.2 高数值孔径共焦显微技术的相干传递函数 |
| 2.3.3 高数值孔径共焦显微技术的分辨力 |
| 2.4 径向偏振共焦显微技术的成像理论 |
| 2.4.1 高数值孔径径向偏振光紧聚焦原理 |
| 2.4.2 径向偏振共焦显微成像技术的相干成像公式 |
| 2.4.3 径向偏振共焦显微成像技术的分辨力 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超分辨径向偏振共焦光瞳滤波器优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光瞳滤波器理论模型的建立 |
| 3.2.1 光瞳滤波器物理模型的建立 |
| 3.2.2 光瞳滤波器超分辨特征参数 |
| 3.3 光瞳滤波器优化设计 |
| 3.3.1 遗传算法基本思想 |
| 3.3.2 光瞳滤波器设计与特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 径向偏振光瞳滤波共焦显微技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 径向偏振光瞳滤波共焦显微成像理论 |
| 4.2.1 径向偏振光瞳滤波共焦显微技术原理 |
| 4.2.2 径向偏振共焦显微成像技术的相干成像公式 |
| 4.2.3 径向偏振光瞳滤波共焦显微成像技术的分辨力 |
| 4.3 径向偏振光瞳滤波共焦显微成像特性研究 |
| 4.3.1 横向分辨特性分析 |
| 4.3.2 轴向分辨特性分析 |
| 4.4 光瞳滤波器制作对系统成像特性影响 |
| 4.4.1 位相型光瞳滤波器结构 |
| 4.4.2 光瞳参数对系统成像特性的影响分析 |
| 4.4.3 光瞳滤波器的制作及特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微特性研究 |
| 5.2.1 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微技术的原理 |
| 5.2.2 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微技术的响应特性 |
| 5.2.3 点探测器最佳偏移量的确定 |
| 5.3 基于径向偏振光瞳滤波差动共焦显微原理的传感技术特性研究 |
| 5.3.1 杂散光及共模噪声抑制特性分析 |
| 5.3.2 样品反射率抑制特性分析 |
| 5.3.3 传感特性曲线的灵敏度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 实验验证与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验系统构成 |
| 6.2.1 实验系统原理 |
| 6.2.2 径向偏振光生成及检验装置 |
| 6.2.3 超分辨径向偏振光瞳滤波差动/共焦传感器 |
| 6.3 径向偏振光瞳滤波共焦显微系统性能实验 |
| 6.3.1 径向偏振光瞳滤波共焦显微系统的横向特性实验 |
| 6.3.2 径向偏振光瞳滤波共焦显微系统的轴向特性实验 |
| 6.4 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微系统性能实验 |
| 6.4.1 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微系统横向特性实验 |
| 6.4.2 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微系统轴向特性实验 |
| 6.4.3 径向偏振光瞳滤波差动共焦显微系统性能测试 |
| 6.4.4 样品对比实验及分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）双折射光瞳滤波式差动共焦显微系统特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 光瞳滤波式共焦显微测量技术的国内外研究现状 |
| 1.3 双折射光瞳滤波技术的国内外研究现状 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 双折射光瞳滤波器的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光瞳滤波器的超分辨性能分析 |
| 2.3 双折射光瞳滤波器的设计 |
| 2.3.1 双折射光瞳滤波原理 |
| 2.3.2 双折射光瞳滤波器的优化设计 |
| 2.4 双折射光瞳滤波器的制作 |
| 2.5 双折射滤波器的改进 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 双折射光瞳滤波式共焦显微成像系统的超分辨特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 共焦显微成像理论及特性分析 |
| 3.3 双折射光瞳滤波式共焦系统的成像理论 |
| 3.4 双折射光瞳滤波式共焦系统的响应特性分析 |
| 3.4.1 系统横向分辨特性 |
| 3.4.2 系统轴向分辨特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双折射光瞳滤波式三维差动共焦成像 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 差动共焦的成像理论及特性分析 |
| 4.3 双折射光瞳滤波式差动共焦系统的响应特性研究 |
| 4.3.1 双折射光瞳滤波式差动共焦系统成像理论 |
| 4.3.2 系统轴向分辨特性 |
| 4.3.3 系统横向分辨特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验系统与实验结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双折射光瞳滤波式共焦显微系统实验研究 |
| 5.2.1 双折射光瞳滤波式共焦显微实验系统组成 |
| 5.2.2 系统横向响应特性实验及分析 |
| 5.2.3 系统轴向响应特性实验及分析 |
| 5.3 双折射光瞳滤波式三维差动共焦显微测量系统实验研究 |
| 5.3.1 双折射光瞳滤波式三维差动共焦显微测量实验系统组成 |
| 5.3.2 系统横向响应特性实验及分析 |
| 5.3.3 系统轴向响应特性实验及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）利用相位型光瞳滤波器实现远场光学超分辨的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究的目标 |
| 1.3 论文的主要内容与章节安排 |
| 2 超分辨成像研究的历史与现状 |
| 2.1 短波长非可见光成像 |
| 2.2 近场扫描超分辨技术 |
| 2.3 远场光学超分辨技术 |
| 2.3.1 超分辨图像复原和重构技术 |
| 2.3.2 基于傅里叶光学理论的超分辨技术 |
| 2.3.3 基于信息理论的光学超分辨技术 |
| 2.3.4 基于部分相干光理论的超分辨技术 |
| 2.3.5 变迹术实现超分辨 |
| 2.3.6 共焦显微术实现超分辨 |
| 3 光学超分辨的相关基础理论 |
| 3.1 菲涅尔衍射理论 |
| 3.1.1 标量近似 |
| 3.1.2 亥姆霍兹和基尔霍夫积分 |
| 3.1.3 菲涅尔-基尔霍夫衍射公式 |
| 3.1.4 瑞丽 -索末菲衍射公式 |
| 3.1.5 菲涅尔衍射的直角坐标形式 |
| 3.2 光学系统的成像分辨率 |
| 3.2.1 夫琅禾费近似 |
| 3.2.2 爱里斑的产生 |
| 3.2.3 经典两点分辨率——瑞利分辨率判据 |
| 3.2.4 分辨率与光学系统的空间带宽 |
| 3.3 超分辨效果的评价参数 |
| 3.3.1 超分辨因子的定义 |
| 3.3.2 旁瓣强度因子的定义 |
| 3.3.3 施特尔比定义 |
| 3.4 多项式插值方法简介 |
| 3.4.1 插值多项式的定义 |
| 3.4.2 牛顿插值法 |
| 4 相位型超分辨光瞳滤波器的研究与设计 |
| 4.1 光瞳滤波器评价参数的解析表达 |
| 4.2 光瞳滤波器的设计 |
| 4.2.1 光瞳函数的选型 |
| 4.2.2 多项式函数的生成 |
| 4.2.3 相位函数的确定 |
| 5 方案的计算机程序设计与实现 |
| 5.1 设计语言的选择 |
| 5.2 程序设计流程 |
| 6 分析与结论 |
| 6.1 光瞳滤波器的评价 |
| 6.2 结论 |
| 6.3 研究中的不足与改进方向 |
| 参考文献 |
| 附录 A 部分程序清单 |
| 作者简历 |
（9）电控空变偏振光瞳滤波器的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学超衍射极限聚焦概述 |
| 1.1.1 光学超衍射聚焦的意义 |
| 1.1.2 光瞳滤波器简介 |
| 1.2 基于偏振效应的光学超分辨 |
| 1.2.1 标量光束聚焦的研究进展 |
| 1.2.2 矢量光束聚焦的研究进展 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 第二章 光场聚焦的标量与矢量积分理论 |
| 2.1 标量衍射理论 |
| 2.2 矢量Debye 理论 |
| 2.3 焦点附近三维光强评价因子 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 偏振相关光瞳滤波器的设计：横向超分辨与轴向焦移 |
| 3.1 电光晶体工作原理 |
| 3.1.1 二区域光瞳滤波器结构和原理 |
| 3.1.2 四区域光瞳滤波器结构和原理 |
| 3.2 二区域光瞳滤波器焦点附近光场分布 |
| 3.2.1 轴向焦移与横向超分辨 |
| 3.2.2 焦深扩展与横向超分辨 |
| 3.3 四区域光瞳滤波器焦点附近光场的轴向焦移与横向超分辨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 矢量光束的光瞳滤波与聚焦场分析：光针场、光管场与轴向焦移 |
| 4.1 整个光学系统结构原理图 |
| 4.2 轴对称入射光聚焦之后焦点附近的光场分布 |
| 4.2.1 径向和角向偏振光入射时焦点附近光场分布 |
| 4.2.2 电控轴向焦移 |
| 4.2.3 轴向焦深扩展 |
| 4.2.4 光针场 |
| 4.2.5 光管场 |
| 4.2.6 光学梯度力 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 原 理 |
| 3 超分辨区域的确定 |
| 4 超高斯型滤波器的轴向超分辨能力 |
| 5 结 论 |
四、光学系统轴向超分辨滤波器的研究（论文参考文献）
- [1]基于宽场照明调制的快速三维超分辨荧光显微成像方法和系统研究[D]. 刘文杰. 浙江大学, 2021(01)
- [2]光学超振荡器件设计及成像应用研究[D]. 解青坤. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(02)
- [3]瞳函数调制的超分辨望远成像机理研究[D]. 魏明. 长春理工大学, 2020(01)
- [4]共焦显微系统中移焦探测方法研究[D]. 郭雨晗. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
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- [7]双折射光瞳滤波式差动共焦显微系统特性研究[D]. 侯斯靓. 哈尔滨工业大学, 2012(05)
- [8]利用相位型光瞳滤波器实现远场光学超分辨的研究[D]. 周国尊. 中国计量学院, 2012(02)
- [9]电控空变偏振光瞳滤波器的设计[D]. 陈玲玲. 南京航空航天大学, 2010(08)
- [10]超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能[J]. 何毅,张雨东,李国俊,王炯,罗先刚. 光学学报, 2010(09)