Selected Papers on Optical Microscopy pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Rhodes, Marion B. (EDT)

出品人:

頁數:602

译者:

出版時間:

價格:110

裝幀:HRD

isbn號碼:9780819438027

叢書系列:

圖書標籤:

• 光學顯微鏡
• 顯微技術
• 光學
• 生物醫學
• 材料科學
• 成像
• 科學研究
• 論文集
• 光學儀器
• 顯微鏡技術

經典光學顯微技術：理論基礎與前沿應用 本書聚焦於經典光學顯微技術的核心原理、儀器設計、圖像處理以及在生命科學、材料科學等領域的廣泛應用，旨在為光學工程、生物醫學工程、物理學及相關領域的研究人員、工程師和高年級學生提供一本全麵、深入且具有實踐指導意義的參考手冊。 第一部分：光學顯微學的基本原理與成像理論 本部分將奠定讀者對光學顯微技術理解的理論基礎。我們將從光的波動性與幾何光學齣發，係統闡述顯微成像的物理機製。 1.1 幾何光學基礎與係統設計： 詳細解析物鏡與目鏡的光學設計原理，包括焦距、放大倍數、數值孔徑（NA）的確定及其對分辨率和像差的影響。重點討論如何通過優化透鏡組設計來最小化球差、色差和彗差等主要幾何像差。 1.2 衍射極限與分辨率的本質： 深入探討阿貝衍射理論，闡明光學成像的根本限製——衍射極限。分析艾裏斑的形成過程，並精確計算不同NA和波長下的理論分辨率極限。討論瑞利判據和瑟德準則在實際應用中的局限性。 1.3 襯度産生機製與光路優化： 詳細對比透射式、反射式及透反射式顯微鏡的光路布局。重點分析不同照明技術如何增強樣本對比度：包括明場法、暗場法（側嚮照明與垂直照明的差異）、相襯法（Zernike相襯原理、相位環設計與補償）和微分乾涉襯度法（DIC，原理基於波前分裂與梯度檢測，偏振光在DIC中的關鍵作用）。 1.4 偏振光學在顯微鏡中的應用： 闡述偏振光的産生、調製與分析。深入探討雙摺射材料的性質，並將其應用於雙摺射成像（如波片的使用、補償闆的選擇），這對於分析生物組織中的各嚮異性結構（如肌絲、微管）至關重要。 第二部分：現代光學顯微儀器與技術進階 本部分將超越基礎的復式光學顯微鏡，深入探討實現高分辨率、高對比度和多維成像的關鍵技術。 2.1 熒光顯微成像技術： 詳盡介紹熒光顯微鏡的基本原理，包括激發光和發射光的頻譜特性、斯托剋斯位移。重點講解寬場熒光成像的優勢與局限性，以及為剋服樣本自發熒光和光漂白而采用的優化技術。 2.2 共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）： 作為三維成像的裏程碑技術，本書將細緻解析共聚焦原理，特彆是針孔（Pinhole）在抑製離焦光、實現光學切片中的決定性作用。深入探討點掃描與麵掃描（LSM）的優缺點，並詳細介紹多種激發與探測模式，如多通道成像、FRET（Förster共振能量轉移）實驗的設置。 2.3 超分辨成像導論（超越衍射極限）： 雖然本書聚焦經典光學，但為與前沿接軌，本章將簡要介紹幾種突破衍射極限的代錶性技術。側重於STED（受激發射損耗）的基本原理，分析其對激發光束整形和淬滅光束設計的要求；並概述PALM/STORM技術中隨機單分子定位的統計學基礎。 2.4 活細胞成像與環境控製： 討論在活細胞成像中必須考慮的關鍵因素，如光毒性、光漂白、樣本穩定性。介紹高精度溫控係統、二氧化碳培養環境的集成，以及高速采集係統在捕捉快速生物過程中的必要性。 第三部分：圖像采集、處理與定量分析 高質量的顯微圖像不僅依賴於良好的光學設計，更依賴於先進的探測和後處理技術。 3.1 數字成像係統與探測器： 詳細分析電荷耦閤器件（CCD）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）探測器的工作原理、關鍵性能指標（如量子效率QE、噪聲水平、動態範圍）。指導讀者如何根據實驗需求（如低光照或高速成像）選擇閤適的相機。 3.2 圖像去捲積與增強： 闡述點擴散函數（PSF）在成像質量中的作用。係統介紹經典傅裏葉域和空間域的去捲積算法（如維納濾波、Lucy-Richardson算法），用於恢復由光學係統和熒光團擴散引起的模糊。討論如何通過軟件技術增強低信噪比圖像的視覺效果。 3.3 幾何校正與測量： 討論顯微鏡係統中的固有畸變（如場麯、枕形/桶形畸變）的測量與校正方法。介紹如何利用標定闆進行精確的像素到物理尺寸的轉換，實現可靠的定量形態學測量。 第四部分：光學顯微技術在關鍵領域的應用案例 本部分通過具體的應用案例，展示如何將上述理論與技術轉化為解決實際科學問題的工具。 4.1 生命科學中的組織學與病理學： 聚焦於H&E染色切片的分析，以及免疫組織化學（IHC）中多重熒光標記的定量分析。討論如何利用深度學習輔助工具進行細胞核分割和組織區域分類。 4.2 材料科學中的微觀結構分析： 介紹反射光學顯微鏡在金屬、半導體和聚閤物材料的晶界、缺陷檢測中的應用。重點闡述偏振光顯微鏡在分析液晶材料和縴維結構取嚮方麵的獨特優勢。 4.3 活體動物與發育生物學： 探討使用多光子顯微鏡（作為擴展的高穿透深度技術）觀察深層組織內的血流、神經元活動和鈣成像的實驗設計。強調視野和時間分辨率的權衡。 結語： 本書力求在嚴謹的物理學基礎與廣泛的工程應用之間架起橋梁，幫助讀者不僅掌握“如何使用”顯微鏡，更理解“為何如此設計”的根本原因，從而能夠根據自身需求設計或改進下一代光學成像係統。

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