| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 1 绪论 | 第22-42页 |
| 1.1 光学显微成像的早期探索 | 第22-24页 |
| 1.2 荧光显微成像技术 | 第24-27页 |
| 1.2.1 荧光能级图 | 第25-26页 |
| 1.2.2 几个重要的荧光概念 | 第26-27页 |
| 1.2.3 常见非荧光过程 | 第27页 |
| 1.3 共聚焦显微成像技术 | 第27-29页 |
| 1.4 远场光学超分辨显微成像 | 第29-36页 |
| 1.4.1 研究意义 | 第29-30页 |
| 1.4.2 基于点扩散函数工程的远场光学超分辨显微成像方法 | 第30-31页 |
| 1.4.3 基于荧光随机定位方法的远场光学超分辨显微成像方法 | 第31-33页 |
| 1.4.4 基于频域扩展的远场光学超分辨成像方法 | 第33-34页 |
| 1.4.5 其他远场光学超分辨成像方法 | 第34-36页 |
| 1.5 现有技术的缺陷和不足 | 第36-37页 |
| 1.6 本论文的研究内容及创新点 | 第37-41页 |
| 1.6.1 本论文的研究内容 | 第37-38页 |
| 1.6.2 本论文的结构 | 第38-40页 |
| 1.6.3 本论文的创新点 | 第40-41页 |
| 1.7 本章小结 | 第41-42页 |
| 2 基于探测点扩散函数空间调控的超分辨方法和系统的研究 | 第42-70页 |
| 2.1 引言 | 第42-43页 |
| 2.2 理论基础 | 第43-50页 |
| 2.2.1 标量衍射理论 | 第43-44页 |
| 2.2.2 标量衍射理论的聚焦模型 | 第44-46页 |
| 2.2.3 光学显微成像分辨率 | 第46-48页 |
| 2.2.4 提高显微系统分辨率的传统方法 | 第48-49页 |
| 2.2.5 其他限制分辨率的因素 | 第49-50页 |
| 2.3 基于探测点扩散函数横向位移差分的成像方法和系统研究 | 第50-61页 |
| 2.3.1 技术背景 | 第50-52页 |
| 2.3.2 系统设计 | 第52-53页 |
| 2.3.3 理论分析 | 第53-54页 |
| 2.3.4 参数优化 | 第54-57页 |
| 2.3.5 LDCM实验验证 | 第57-58页 |
| 2.3.6 偏振与信噪比对成像效果的影响分析 | 第58-60页 |
| 2.3.7 小结 | 第60-61页 |
| 2.4 基于探测点扩散函数孔径函数调制的超分辨方法和系统的研究 | 第61-68页 |
| 2.4.1 技术背景 | 第61页 |
| 2.4.2 系统设计 | 第61-62页 |
| 2.4.3 理论分析 | 第62-65页 |
| 2.4.4 实验验证 | 第65-68页 |
| 2.4.5 小结 | 第68页 |
| 2.5 基于探测点扩散函数空间调控的超分辨方法的特点总结 | 第68-69页 |
| 2.6 本章小结 | 第69-70页 |
| 3 基于受激辐射的时空调制超分辨显微系统及成像研究 | 第70-106页 |
| 3.1 引言 | 第70-71页 |
| 3.2 系统总体介绍 | 第71-73页 |
| 3.3 照明模块设计 | 第73-82页 |
| 3.3.1 波长的选择 | 第73页 |
| 3.3.2 激发光的重频选择 | 第73-74页 |
| 3.3.3 聚焦光斑理论优化 | 第74-78页 |
| 3.3.4 激发光路描述 | 第78-79页 |
| 3.3.5 受激辐射光光路描述 | 第79-80页 |
| 3.3.6 照明光路偏振调制 | 第80-81页 |
| 3.3.7 扩束系统存在的意义 | 第81页 |
| 3.3.8 反射面型对照明光聚焦光斑的影响 | 第81-82页 |
| 3.4 扫描模块设计 | 第82-83页 |
| 3.5 探测模块设计 | 第83-84页 |
| 3.5.1 探测模块组成 | 第83页 |
| 3.5.2 探测光路描述 | 第83-84页 |
| 3.5.3 多模光纤芯径大小 | 第84页 |
| 3.6 系统光斑对准 | 第84-87页 |
| 3.6.1 光斑对准的意义 | 第84-85页 |
| 3.6.2 光束粗对准过程 | 第85-86页 |
| 3.6.3 精细校准 | 第86-87页 |
| 3.7 基于荧光寿命分布的光斑新对准方法 | 第87-93页 |
| 3.7.1 研究背景 | 第87-88页 |
| 3.7.2 理论基础 | 第88-90页 |
| 3.7.3 实验验证 | 第90-93页 |
| 3.8 时间门控连续光受激辐射损耗超分辨 | 第93-97页 |
| 3.8.1 理论描述 | 第93-95页 |
| 3.8.2 离线式时间门控技术的重要性 | 第95-96页 |
| 3.8.3 离线式时间门控的操作 | 第96-97页 |
| 3.9 成像结果 | 第97-100页 |
| 3.9.1 暗斑成像效果 | 第97页 |
| 3.9.2 纳米颗粒成像结果 | 第97-98页 |
| 3.9.3 生物样品成像结果 | 第98-100页 |
| 3.10 系统信噪比问题 | 第100-104页 |
| 3.10.1 信噪比与分辨率 | 第100页 |
| 3.10.2 反卷积算法提升信噪比 | 第100-103页 |
| 3.10.3 双门控提升信噪比方法 | 第103-104页 |
| 3.11 本章小结 | 第104-106页 |
| 4 基于STED和FED双模式快速扫描的空间调制超分辨系统及成像研究 | 第106-126页 |
| 4.1 引言 | 第106页 |
| 4.2 FED技术简介 | 第106-109页 |
| 4.2.1 FED技术发展 | 第106-107页 |
| 4.2.2 FED基本原理 | 第107-109页 |
| 4.3 系统的设计与调试 | 第109-117页 |
| 4.3.1 系统总体介绍 | 第109-110页 |
| 4.3.2 FED成像光路描述 | 第110-111页 |
| 4.3.3 STED成像光路描述 | 第111-112页 |
| 4.3.4 振镜扫描模块 | 第112-114页 |
| 4.3.5 系统重要参数计算 | 第114页 |
| 4.3.6 系统控制与信号传递 | 第114-117页 |
| 4.4 系统光斑校准 | 第117-120页 |
| 4.4.1 粗对准 | 第117-118页 |
| 4.4.2 FED双光束重合 | 第118页 |
| 4.4.3 STED双光束重合 | 第118-120页 |
| 4.5 成像结果分析 | 第120-124页 |
| 4.5.1 STED模式成像 | 第120-121页 |
| 4.5.2 FED模式成像 | 第121-123页 |
| 4.5.3 易漂白样品双模式测试 | 第123-124页 |
| 4.6 本章小结 | 第124-126页 |
| 5 STED超分辨系统中的样品制备 | 第126-132页 |
| 5.1 引言 | 第126页 |
| 5.2 高功率下STED成像可能存在的问题 | 第126-128页 |
| 5.2.1 荧光样品漂白 | 第126-127页 |
| 5.2.2 荧光样品燃烧 | 第127-128页 |
| 5.3 样品制作方式选择 | 第128页 |
| 5.4 封片剂的选择与制备 | 第128-129页 |
| 5.4.1 Mowiol制作过程 | 第128-129页 |
| 5.4.2 TDE制作过程 | 第129页 |
| 5.5 颗粒样品的制备过程 | 第129-130页 |
| 5.6 生物细胞的制备过程 | 第130-131页 |
| 5.7 本章小结 | 第131-132页 |
| 6 基于荧光漂白与荧光随机定位的时间调制超分辨方法和系统的研究 | 第132-144页 |
| 6.1 引言 | 第132页 |
| 6.2 技术背景 | 第132-133页 |
| 6.3 系统要求 | 第133-135页 |
| 6.3.1 系统光路描述 | 第133-134页 |
| 6.3.2 系统控制和电信号处理 | 第134-135页 |
| 6.3.3 系统成像重要参数设定 | 第135页 |
| 6.4 理论分析与仿真 | 第135-139页 |
| 6.4.1 方法流程 | 第135-137页 |
| 6.4.2 恢复算法选择 | 第137页 |
| 6.4.3 方法仿真 | 第137-139页 |
| 6.5 成像结果分析 | 第139-142页 |
| 6.5.1 荧光颗粒样品 | 第139-140页 |
| 6.5.2 生物细胞 | 第140-142页 |
| 6.6 本章小结 | 第142-144页 |
| 7 总结与展望 | 第144-146页 |
| 参考文献 | 第146-158页 |
| 作者简介 | 第158-160页 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 | 第160-162页 |
