双光子荧光成像中超透镜的设计及矢量光源的优化研究

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缩略语/符号说明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2双光子荧光成像技术

1.2.1双光子荧光成像原理

1.2.2 双光子荧光成像优势

1.2.3双光子成像深度与微内窥荧光成像技术

1.3 STED成像技术

1.3.1 STED成像原理

1.3.2 STED成像发展概况

1.4 超表面元件

1.4.1 超表面元件的发展背景

1.4.2 超透镜相位调控原理

1.4.3 超透镜的类型及发展现状

1.5 本论文的主要工作与结构安排

第二章矢量光源的紧聚焦特性和双光子STED荧光成像理论

2.1 柱矢量光场的紧聚焦特性

2.1.1 径向偏振矢量光场的聚焦特性

2.1.2 旋向偏振与广义柱矢量光场的聚焦特性

2.2 双光子荧光激发与收集理论

2.2.1 荧光激发理论

2.2.2 荧光收集理论

2.3 受激发射损耗理论

2.4 本章小结

第三章双波长共焦超透镜的设计与双光子荧光成像

3.1 组织中激发波长与荧光波长共焦设计的必要性

3.1.1 激发波长与荧光波长共焦的必要性

3.1.2 组织中激发波长与荧光波长共焦的必要性

3.1.3 小鼠3D脑皮质模型

3.2 激发波长与荧光波长共焦超透镜的设计与聚焦分析

3.2.1 激发波长与荧光波长共焦超透镜的设计

3.2.2 激发光源的选择

3.2.3 小鼠脑皮质中聚焦效果的模拟

3.3 基于激发波长与荧光波长共焦超透镜的双光子激发与荧光收集

3.3.1 双光子荧光激发

3.3.2 荧光收集

3.3.3 不同皮质层中收集到的荧光光斑

3.4 激发波长与损耗波长共焦双光子-STED超透镜的设计

3.4.1 激发波长与损耗波长共焦的必要性

3.4.2 双光子-STED 超透镜的设计

3.5 激发波长与损耗波长共焦双光子-STED超透镜的聚焦分析

3.5.1 激发光源的选择及其聚焦光强分布

3.5.2 损耗光斑的选择及其聚焦光强分布

3.5.3 二维STED有效荧光光斑的分布

3.6 本章小结

第四章双光子-STED成像中矢量光源的选择和优化

4.1 基于4π型聚焦系统的双光子-STED显微术

4.1.1 4π型聚焦系统的聚焦特性

4.1.2 4π型双光子-STED荧光显微聚焦系统的设计

4.2 径向偏振LG光束聚焦生成激发光斑

4.3 4π聚焦径向偏振涡旋 LG光束产生损耗光斑

4.4 三维损耗光斑的优化

4.4.1 拓扑荷数b对 3D损耗光斑的影响

4.4.2 LG的不同阶数对 3D损耗光斑的影响

4.4.3 最大孔径角α 对3D损耗光斑的影响

4.4.4 β0对3D损耗光斑的影响

4.5 三维有效荧光光斑的分布

4.6本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

综述: 超表面器件的发展历史与研究现状

综述参考文献

致谢

个人简历