Quantitative Phase Microscopy and Tomography: Techniques Using Partially Spatially Coherent Monochromatic Light
Kvantitatívna fázová mikroskopia (QPM) sa stala dôležitou zobrazovacou technikou v biológii na skúmanie buniek a tkanív. QPM je optická interferenčná alebo holografická mikroskopická technika, pri ktorej sa vstupný svetelný lúč rozdelí na dva lúče a jeden prechádza objektom a druhý slúži ako referenčný lúč.
Táto kniha rozvíja a opisuje najpokročilejšie techniky QPM a výpočtové zobrazovacie techniky, ktoré používajú čiastočne priestorovo koherentné monochromatické svetlo namiesto vysoko koherentných laserov. Použitie čiastočne koherentného svetla ako zdroja svetla namiesto tradičného lasera výrazne zlepšilo výsledky zobrazovania QPM. Medzi zobrazovacie techniky, o ktorých sa bude diskutovať, patria QPM bez škvŕn v konfiguráciách mimo osi aj v interferometrických konfiguráciách so spoločnou dráhou, štruktúrovaná fázová mikroskopia (SIPM), nanoskopia založená na čipoch, strojové učenie, hlboké učenie a umelá inteligencia (AI) vo fázovej mikroskopii a OCT a multispektrálna a hyperspektrálna fázová mikroskopia. Techniky QPM bez koherentného šumu opísané v tejto knihe vedú k rádovo lepšej priestorovej fázovej citlivosti, produktu priestorovej šírky pásma a vysokej časovej fázovej stabilite. Táto technika bola využitá pre spermatické bunky, makrofágy, pečeňové sinusoidálne endotelové bunky, rakovinové bunky a RBC na presnú QPM. Dokázali sme, že čiastočne priestorovo koherentné monochromatické svetlo je najvhodnejším zdrojom na vysoko presné QPM.
Text je veľmi užitočný pre biológov, optických inžinierov, optických vedcov, výskumníkov pracujúcich v oblasti QPM a OCT, ako aj pre postgraduálnych a postgraduálnych študentov.
Kľúčové vlastnosti
⬤ Prezentuje pokroky v kvantitatívnej fázovej mikroskopii a aplikácie pre kvantitatívne informácie.
⬤ Uvádza stratégie na generovanie priestorovo čiastočne koherentného monochromatického svetla.
⬤ Uvádza konfigurácie QPM bez koherenčných artefaktov mimo osi a spoločnej dráhy a rôzne algoritmy, ako napríklad techniky Fourierovej transformácie a analýzy fázového posunu na rekonštrukciu fázy.
⬤ Popisuje pokroky v QPM a optickej koherentnej tomografii (OCT), ako sú strojové učenie, metóda podporných vektorov a architektúra umelej inteligencie na fázovú analýzu.
⬤ Obsahuje experimentálne výsledky systémov QPM s čiastočne priestorovo koherentným svetlom s výrazným zlepšením priestorovo-fázovej citlivosti a presnosti merania fázy v porovnaní s koherentným laserovým svetlom.
⬤ Obsahuje kvantitatívnu analýzu rôznych biologických buniek a tkanív bez označovania, ako sú spermatické bunky, makrofágy, pečeňové sinusoidálne bunky a rakovinové bunky.
⬤ Obsahuje futuristické multispektrálne a hyperspektrálne techniky QPM bez škvŕn.