Quantitative imaging in 3D microscopy with partially coherent illumination

Abstract

The main research objective of this work is to develop and implement a fast and high resolution technique for reconstructing the 3D refractive index (RI) of weakly absorbing samples. This technique is based on the generalization of optical diffraction tomography (ODT), developed for coherent sample illumination (C-ODT), to the partially coherent case (PC-ODT). In contrast to C-ODT, which involves a specially designed holographic microscope, the proposed PC-ODT technique is implemented in conventional wide-field microscope. The incorporation of the required refocusing module is easy and can be done by a final user unfamiliar with optics (i.e. clinicians and biologists). The low coherent illumination provided by high numerical aperture condenser results in high resolution and reduced speckle noise typical for laser sources used in C-ODT...

El principal objetivo de esta tesis es desarrollar e implementar una técnica rápida y de alta resolución para la reconstrucción del índice de refracción (IR) 3D de muestras de absorción débil, basada en la generalización de la tomografía de difracción óptica (TDO), desarrollada para iluminación coherente (TDO-C), al caso parcialmente coherente (TDOPC), lo que evita el ruido coherente y otros artefactos de la iluminación coherente (láser). Al contrario que la TDO-C, que requiere microscopios holográficos (típicamente en configuraciones interferométricas fuera de eje), la técnica TDO-PC propuesta se implementa en un microscopio de campo amplio. La incorporación del módulo de reenfoque óptico es sencillo y puede ser realizado por un usuario no familiarizado con la óptica (como médicos y biólogos). La iluminación poco coherente proporcionada por un condensador de alta apertura numérica logra una alta resolución y reducción del ruido coherente (speckle) típico de las fuentes láser utilizadas en TDO-C...