激光回馈共聚焦层析成像技术研究-论文-万方医学网

激光回馈共聚焦层析成像技术研究

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摘要生物组织层析成像属于强散射介质成像，在此类介质的层析成像中，信号光子数少、成像信噪比低，难以实现高分辨力和大层析深度。因此，生物组织层析成像一直是光学成像领域的一个有挑战性的课题。<br>　　在生物组织成像中，提高层析成像系统的灵敏度和杂散光的抑制能力是解决此问题的有效方法。基于Nd:YVO4微片激光器的激光移频回馈技术具有极高的光学增益，可达106量级；微米级的激光束腰作为天然的空间针孔滤波器，可有效的滤除杂散光子。将该技术用于生物组织层析成像，有可能实现高分辨力成像和大深度层析成像。因此本文研究了基于Nd:YVO4微片激光器的激光移频回馈共聚焦成像技术。<br>　　在系统研究Nd:YVO4微片激光器移频回馈技术的基础上，结合激光共聚焦成像技术，提出了激光回馈共聚焦成像方法。设计并搭建了Nd:YVO4激光回馈共聚焦层析成像实验系统及参数一致的激光共聚焦层析成像系统，通过实验测试了两套成像系统的横向分辨力、纵向分辨力、灵敏度及稳定性，证明了激光回馈共聚焦层析成像与传统激光共聚焦层析成像系统横、纵向分辨力一致，同时具有更高的灵敏度和稳定性。最后，利用激光回馈共聚焦层析成像系统对洋葱鳞叶表皮组织进行了层析成像，并对采集到的数据进行了多方位、不同类型的三维显示及二维层析图像的图像处理。研究表明，Nd:YVO4微片激光器移频回馈共聚焦成像系统横向分辨力约为1.1μm，达到普通光学成像系统的1.4倍；纵向分辨力约为20μm，应用于洋葱鳞叶表皮组织时能够清晰地探测到细胞壁排列的分界结构，证明其对生物组织具有较高精度层析成像的能力。