High-quality image formation using led array in conventional microscopes
Geleneksel mikroskoplarda led dizisi kullanılarak yüksek kaliteli görüntü oluşumu
- Tez No: 1008916
- Danışmanlar: PROF. DR. İLYAS ÇANKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Zootekni Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nicel faz görüntüleme, zayıf saçıcı nesnelerin etiketsiz olarak görüntülenmesini sağlayarak optik kalınlık ve kırılma indisi dağılımlarına ilişkin nicel bilgiler sunmaktadır. Geleneksel bir optik mikroskop, ek bir optik faz bileşeni eklenmeden standart aydınlatma biriminin programlanabilir bir LED dizi ile değiştirilmesi yoluyla modifiye edilmiştir. Bu birleşik donanım yapılandırması içerisinde birden fazla görüntüleme modu gerçekleştirilmiştir. Regresyona dayalı faz sinyal-gürültü oranı, önerilen yöntemin gürültüye karşı dayanıklı olduğunu ve rekonstrüksiyon performansının nihai olarak gürültüden ziyade sistemin aktarım karakteristikleri tarafından sınırlandığını göstermektedir. Ayrıca, düzenlileştirme parametresinin etkisi incelenmiş ve gürültü bastırımı ile ince faz ayrıntılarının korunması arasında uygun bir dengenin sağlanmasının optimal rekonstrüksiyon için kritik olduğu ortaya konmuştur. Veri edinim verimliliğini artırmak amacıyla renk-çoklanmış nicel diferansiyel faz kontrast stratejileri geliştirilmiş; çift renkli ve tek çekimli uygulamalarda gerekli yoğunluk ölçümü sayısı azaltılırken, beyaz kaynaklı uygulamalara kıyasla rekonstrüksiyon doğruluğu korunmuştur. Çalışma ayrıca, odak-içi yoğunluk ölçümlerine dayalı hacimsel görüntülemeye genişletilerek üç boyutlu soğurma ve kırılma indisi rekonstrüksiyonunu mümkün kılmıştır. Geleneksel üç boyutlu nicel diferansiyel faz kontrast görüntüleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, önerilen renk-çoklanmış yaklaşım çok daha az sayıda görüntü ile tam hacimsel rekonstrüksiyon sağlayarak daha düşük veri hacmi, daha kısa edinim süresi, harekete karşı artan dayanıklılık ve eksenel uzaysal frekans kapsamının genişlemesi sayesinde eksik-koni kaynaklı artifaktların azaltılmasını mümkün kılmaktadır. Sonuç olarak, bu tez programlanabilir LED dizi tabanlı diferansiyel faz kontrast mikroskobisini, geleneksel mikroskoplarda nicel faz ve kırılma indisi görüntüleme için düşük maliyetli, doğru ve ölçeklenebilir bir çözüm olarak ortaya koymakta olup, biyomedikal görüntüleme uygulamalarına doğrudan katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Quantitative phase imaging enables label-free visualization of transparent objects by providing quantitative information on optical thickness and refractive index distributions. A conventional optical microscope was modified by replacing the standard illumination unit with a programmable LED array without introducing additional optical phase components. Within this unified hardware configuration, multiple imaging modalities were realized. The regressed phase signal-to-noise ratio demonstrates robustness to the noise and shows that reconstruction performance is ultimately limited by system transfer characteristics rather than noise. The influence of regularization strength was also investigated, highlighting the need for an appropriate balance between noise suppression and preservation of fine phase details. To improve acquisition efficiency, color-multiplexed quantitative differential phase contrast strategies were introduced, reducing the required number of intensity measurements in dual-color and single-shot configurations without compromising reconstruction fidelity relative to white-source implementations. The framework was further extended to volumetric imaging using through-focus intensity measurements, enabling three-dimensional absorption and refractive index reconstruction. Compared to conventional three-dimensional quantitative differential phase contrast imaging, the proposed color-multiplexed approach enables full volumetric reconstruction with a substantially reduced number of acquired images, leading to lower data volume, shorter acquisition time, improved robustness to motion, and enhanced axial frequency coverage with reduced missing-cone artifacts. Overall, this dissertation establishes programmable LED array–based differential phase contrast microscopy as a low-cost, accurate, and scalable solution for quantitative phase and refractive index imaging in conventional microscopes, with direct applicability to biomedical imaging.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Ege bölgesi keçi liflerinin bazı önemli fiziksel, kimyasal özellikleri ve değerlendirme imkanları
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER ERDEM
- Hızlı katılaşma ile yüksek mukavemetli malzemelerin üretilmesi ve kurşun-asit akümalatörlerine uygulanması
Başlık çevirisi yok
ÜMİT AKÇAL
