數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與最新應(yīng)用

高媛媛

摘 要 當(dāng)前時(shí)代已經(jīng)進(jìn)入到信息化時(shí)代，更多全新技術(shù)的誕生也為人們的生活以及科研帶來了革命性的影響。而數(shù)字技術(shù)就是其中一類較為關(guān)鍵的技術(shù)，而且這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用與各個(gè)領(lǐng)域，為社會(huì)的發(fā)展以及科研技術(shù)的提升帶來了一定的改革價(jià)值，而數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)也是測(cè)量技術(shù)中的一類全新技術(shù)，研究其發(fā)展與運(yùn)用范疇也將直接影響到測(cè)量技術(shù)未來的發(fā)展與完善。

關(guān)鍵詞 數(shù)字全息纖維測(cè)量 發(fā)展研究 運(yùn)用分析

中圖分類號(hào)：O438.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)主要是基于數(shù)字全息顯微技術(shù)，主要是以再現(xiàn)技術(shù)和光學(xué)顯微技術(shù)滿足折射或者透視物體3D輪廓落實(shí)的測(cè)量方法。這種測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)測(cè)量的精確性。而這類技術(shù)的產(chǎn)生時(shí)間較晚，因?yàn)榧夹g(shù)本身需要計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的支持，但是隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及與發(fā)展，數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用與改革也體現(xiàn)出較快的速度，因而需要進(jìn)行相應(yīng)的研究與探索。而就此，筆者將通過本文，就數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與最新應(yīng)用方面進(jìn)行具體的調(diào)查研究與分析。

1數(shù)字全息顯微測(cè)量的功能實(shí)現(xiàn)

對(duì)于數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)而言，測(cè)量功能僅僅是其主要的統(tǒng)稱功能，而在實(shí)際上，數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)還包含以下多個(gè)功能類型，具體可以表現(xiàn)為：（1）精確取得相位數(shù)據(jù)，并且以算法優(yōu)化達(dá)到相應(yīng)的效果；（2）采取核心的運(yùn)算法則以及光路部署規(guī)則可以有效降低系統(tǒng)本身存在的誤差問題；（3）運(yùn)用高倍率的物鏡增強(qiáng)全息顯示的橫向清晰度，雖然會(huì)在一定程度上降低可視范圍，但是利用光學(xué)拼接方法可以完美解決全息顯微測(cè)量的橫向清晰度與科室范圍之間存在的問題；（4）CCD高效收集效率、系統(tǒng)可靠性與科學(xué)性挑選激光光源，也是增強(qiáng)顯微全息技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)察效果的關(guān)鍵，特別是通過研發(fā)出滿足參數(shù)獲取、解析、模型構(gòu)建、顯示綜合化的商品也是數(shù)字全息技術(shù)落實(shí)與運(yùn)用的主要策略。而且基于國(guó)內(nèi)技術(shù)進(jìn)步與市場(chǎng)需求提升，如果能夠自行研發(fā)滿足知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字全息策略技術(shù)，可以體現(xiàn)出更強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。

2數(shù)字全息顯微測(cè)量與常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)的差別

對(duì)于數(shù)字全息顯微測(cè)量與常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)的差異而言，主要可以體現(xiàn)在多個(gè)方面。

首先，對(duì)于常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)，主要是根據(jù)一般對(duì)照界面進(jìn)行對(duì)照的，而且根據(jù)相關(guān)的紋理圖案解析可知物體外在的輪廓特點(diǎn)與參數(shù)，所以測(cè)量的精確度往往受到對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)精確度以及紋理圖案處理精確度的關(guān)鍵性作用，相對(duì)來說，全息顯微測(cè)量技術(shù)的初始波長(zhǎng)一般是以顏色的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而且測(cè)量的精準(zhǔn)性也確定了測(cè)量的指標(biāo)，這些指標(biāo)包含要再現(xiàn)間距與數(shù)字對(duì)照光的精確性，還有再現(xiàn)運(yùn)算處理的精確性與具體對(duì)照光的差別等方面；載波流程的差異主要體現(xiàn)在常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)對(duì)于載波的處理要求較高，而且要求紋理圖形處理具備一定的精準(zhǔn)度，而且干涉紋理圖案明確無差別，相對(duì)而言，數(shù)字全息顯微測(cè)量對(duì)于載波方法的要求較少；而在處理精確性方面對(duì)比，常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)主要是測(cè)定精確度較高的物體光潔表面的輪廓。相對(duì)而言，數(shù)字全息顯微測(cè)量則可以用作更多不同粗糙度的物體表層。

總體來說，較常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)，數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：（1）能夠單一再現(xiàn)，滿足動(dòng)態(tài)測(cè)試；（2）能夠保證全程測(cè)試，無需掃描設(shè)備輔助；（3）能夠保證對(duì)表面會(huì)反射或者透射物體的測(cè)量；（4）能夠保證對(duì)活體樣品的測(cè)定，不需要對(duì)樣品進(jìn)行硬化調(diào)整；（5）全息圖收集范疇沒有硬性標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)時(shí)調(diào)控測(cè)量方式；（6）橫向清晰度不足，但是已經(jīng)滿足多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品、研究項(xiàng)目的測(cè)試需求。

3數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的最新應(yīng)用

3.1針對(duì)細(xì)胞類純位相標(biāo)本的狀態(tài)檢測(cè)運(yùn)用

對(duì)于活體細(xì)胞中的單細(xì)胞調(diào)查分析，完全需要通過數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)，特別是借助這項(xiàng)技術(shù)本身存在的即時(shí)、高速、精準(zhǔn)度極佳、高清、無損耗的優(yōu)勢(shì)，更能夠保證檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性。即如當(dāng)下的光學(xué)單分子檢測(cè)，在掃描探針及光學(xué)共焦掃查顯微技術(shù)在“即時(shí)”與“無損”方面表現(xiàn)依然差強(qiáng)人意，應(yīng)當(dāng)需要進(jìn)一步完善。此外，瑞士的相關(guān)調(diào)查學(xué)者Eti-enne Cuche等就完全利用數(shù)字全息顯微技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在培養(yǎng)基內(nèi)的活體細(xì)胞位置的比對(duì)，同時(shí)明確公布了這類調(diào)查研究的效果。

3.2空間顆粒的區(qū)域及核心軌跡探尋

通過檢測(cè)后，數(shù)字全息技術(shù)可以完全檢測(cè)出三維空間內(nèi)部的大量顆粒，京都理工大學(xué)的一項(xiàng)調(diào)查研究就是采用同軸數(shù)字全息體系取得空間顆粒的強(qiáng)度及分布區(qū)域的3D模型圖形，主要表現(xiàn)出顆粒所在的區(qū)域軌跡，而且大致獲得單一顆粒的直徑為0.16mm范圍，而古巴東方大學(xué)的一個(gè)科研組也公布了他們對(duì)顆粒固體核的軌跡檢測(cè)數(shù)據(jù)，即單個(gè)蝕坑大小僅為數(shù)百個(gè)納米。

4結(jié)語(yǔ)

總體來說，數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用都離不開數(shù)字技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，而且相對(duì)于以往的常規(guī)干涉顯微測(cè)量技術(shù)，數(shù)字全息顯微測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也是顯而易見的，可以表現(xiàn)在精確度、測(cè)量速度等多個(gè)方面，因而可以運(yùn)用于多個(gè)領(lǐng)域以提升測(cè)量效果。

基金項(xiàng)目：湖南省教育廳項(xiàng)目“基于圖像復(fù)原的CCD顯微測(cè)量技術(shù)的研究及應(yīng)用”（課題編號(hào)：15C0155）。

參考文獻(xiàn)

[1] 范琦等.改善數(shù)字全息顯微技術(shù)分辨率的幾種方法[J].電子激光，2014，2（02）：132-134.

[2] 陸志文，于燕潔等.單幅全息圖的數(shù)早再觀技術(shù)[J].光學(xué)技術(shù)，2013，6（06）：23-24.

[3] 夏海廷，郭榮鑫，樊則賓，楊邦成，錢曉凡，程赫明.數(shù)字全息法測(cè)量透明物體變形的研究[J].光電子激光，2011（07）.

[4] 王淮生.數(shù)字全息的研究進(jìn)展[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（01）.endprint