生物醫(yī)學光子學成像的若干關鍵技術研究.pdf

1、作為一種非入侵、無損、高分辨率的成像方法，生物醫(yī)學光子學成像技術近年來發(fā)展迅速，成為生命科學領域與光學領域的研究熱點。本文采用理論分析、模擬、實驗及應用相結合的研究方法，對生物醫(yī)學光子學成像中的若干關鍵技術展開研究，著重對自適應相位補償?shù)某堂}沖雙光子顯微成像技術和共路頻域光學相干層析成像技術進行分析，提供了在組織成像、內(nèi)窺、外科手術引導成像等方面應用受限的解決方案。
　　首先本文從非線性光學出發(fā)介紹了雙光子顯微成像技術的理論及其

2、優(yōu)勢，對自適應相位補償（同時補償?shù)碗A色散和高階色散）的超短脈沖(10 fs)雙光子成像系統(tǒng)進行了詳細闡述，展現(xiàn)了在補償后超短脈沖獲得的一系列優(yōu)勢;首次對雙光子顯微成像中的高階色散進行理論推導和量化分析，通過分析超短脈沖雙光子系統(tǒng)中光學材料和棱鏡對的色散，發(fā)現(xiàn)了整個系統(tǒng)高階色散的來源;整理了雙光子顯微系統(tǒng)中使用長脈沖和短脈沖的優(yōu)劣，并證明了在生物醫(yī)學成像應用中，超短脈沖在沒有進行自適應補償?shù)那闆r下，效率和激發(fā)強度甚至低于長脈沖情況。

3、>　　然后本文從光學層析成像的理論基礎出發(fā)介紹了頻域光學相干層析成像的原理和特點，對基于共路的光學相干層析成像系統(tǒng)進行了詳細的描述;首次提出并分析了三種不同的共路光學相干層析成像系統(tǒng)中光纖束內(nèi)窺探頭的聚焦系統(tǒng)，還對系統(tǒng)的信噪比進行分析從而對探頭的結構進行參數(shù)優(yōu)化;首次對光學相干層析成像技術添加了拓撲補償和運動補償功能，為表面拓撲差異過大導致OCT應用受到限制以及外科手術引導中組織無意識的跳動和運動造成成像偽影導致錯誤引導手術等問題提供了