单分子力谱光镊测试系统的自动化操控技术研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 光镊技术的基本理论 | 第10-13页 |
| 1.1.1 光镊的基本原理 | 第10-11页 |
| 1.1.2 光镊力谱探测原理 | 第11-13页 |
| 1.2 光镊单分子力谱测量技术 | 第13-14页 |
| 1.3 光镊自动化操控技术 | 第14-17页 |
| 1.4 本课题的研究意义与主要内容 | 第17-18页 |
| 第2章 双光镊自动操控系统的设计方案 | 第18-34页 |
| 2.0 双光镊自动操控系统的组成结构 | 第18-19页 |
| 2.1 光学系统设计方案 | 第19-21页 |
| 2.1.1 光学系统的设计要素 | 第20-21页 |
| 2.2 电气系统的设计 | 第21-27页 |
| 2.2.1 信号采集系统 | 第22-24页 |
| 2.2.2 样品位移台驱动与激光功率控制系统 | 第24页 |
| 2.2.3 电气系统的噪声干扰与优化 | 第24-27页 |
| 2.3 光镊系统的标定 | 第27-29页 |
| 2.4 影响测量精度的要素分析 | 第29-34页 |
| 2.4.1 系统的共轭效果 | 第29-30页 |
| 2.4.2 激光功率的波动 | 第30-31页 |
| 2.4.3 电信号的调理与滤波 | 第31页 |
| 2.4.4 环境噪声 | 第31-34页 |
| 第3章 光镊自动操控软件设计方案 | 第34-46页 |
| 3.1 自动化光镊的程序接口设计 | 第34-38页 |
| 3.1.1 图像处理模块与接口 | 第35-36页 |
| 3.1.2 控制策略模块与接口 | 第36-37页 |
| 3.1.3 测量执行模块与接口 | 第37-38页 |
| 3.2 微球自动捕获方案设计 | 第38-40页 |
| 3.2.1 微球捕获在光镊测量实验中的问题 | 第38-39页 |
| 3.2.2 微球自动捕获方案 | 第39-40页 |
| 3.3 力谱自动化测试方案设计 | 第40-46页 |
| 3.3.1 生物单分子力谱测试方法 | 第40-43页 |
| 3.3.2 力谱的自动化测试方案 | 第43-46页 |
| 第4章 光镊自动化操控的算法实现 | 第46-64页 |
| 4.1 微球识别跟踪的图像处理算法 | 第46-51页 |
| 4.1.1 背景提取 | 第46-47页 |
| 4.1.2 微球目标提取 | 第47-49页 |
| 4.1.3 目标筛选与跟踪 | 第49-51页 |
| 4.2 微球搜索、捕获以及预防重复捕获的策略 | 第51-55页 |
| 4.2.1 搜索路径的生成与执行 | 第52页 |
| 4.2.2 捕获路径的生成与执行 | 第52-54页 |
| 4.2.3 躲避路径的生成与执行 | 第54-55页 |
| 4.3 单光阱捕获多粒子识别方法的研究 | 第55-60页 |
| 4.3.1 单光阱捕获多粒子的常用识别方法 | 第55-56页 |
| 4.3.2 基于图像互相关的微球捕获数量识别算法 | 第56-57页 |
| 4.3.3 实验结果与分析 | 第57-60页 |
| 4.4 软件界面与操作流程 | 第60-64页 |
| 第5章 系统性能测试及实验结果分析 | 第64-72页 |
| 5.1 光学系统的性能测试 | 第64-65页 |
| 5.1.1 光学系统的共轭效果评价 | 第64-65页 |
| 5.1.2 激光功率的稳定性 | 第65页 |
| 5.2 电气系统的性能测试 | 第65-68页 |
| 5.2.1 PM反馈信号的工频干扰与消除 | 第65-66页 |
| 5.2.2 滤波器性能测试 | 第66-67页 |
| 5.2.3 QPD信号功率谱测试 | 第67-68页 |
| 5.3 微球自动捕获实验 | 第68-72页 |
| 5.3.1 测试流程与参数配置 | 第68-70页 |
| 5.3.2 微球捕获过程 | 第70页 |
| 5.3.3 相邻微球的识别结果 | 第70-71页 |
| 5.3.4 单光阱捕获多微球的识别 | 第71-72页 |
| 第6章 总结与展望 | 第72-74页 |
| 参考文献 | 第74-80页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第80-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
