Autoholo潛水式原位數(shù)字全息成像系統(tǒng)

測量原理：利用全息原理來對一定體積內(nèi)的物體進(jìn)行顯微成像

工作水深（m）：800m

簡介

Autoholo潛水式全息成像系統(tǒng)是一種非侵入式、高分辨率的水下成像設(shè)備，用于對浮游植物及其他微觀顆粒進(jìn)行原位3D成像。該系統(tǒng)通過激光照明和相機(jī)記錄全息圖，可對大樣品量（最大100 mL）內(nèi)的所有粒子進(jìn)行成像，粒徑范圍從10 μm到20 mm。系統(tǒng)由兩個(gè)密封殼體組成，分別包含激光光源和高分辨率相機(jī)，支持多種部署方式，最大工作深度達(dá)800米。適用于海洋學(xué)、生態(tài)學(xué)和氣候變化等領(lǐng)域的研究，能夠提供水下微生物、顆粒物的形態(tài)、分布和運(yùn)動(dòng)的詳細(xì)信息。

產(chǎn)品介紹

Autoholo潛水式全息成像系統(tǒng)是在非侵入式的情況下對水下浮游植物和其他微觀顆粒進(jìn)行原位3D成像測量的系統(tǒng)，數(shù)字在線全息配置允許其對大樣品量（最大100 mL）內(nèi)的所有粒子進(jìn)行成像。Autoholo系統(tǒng)由兩個(gè)密封的外殼組成，其中一個(gè)外殼包含一個(gè)脈沖激光光源，空間濾波器和擴(kuò)束光學(xué)器件，另一個(gè)外殼包含一個(gè)高分辨率數(shù)碼相機(jī)和單板計(jì)算機(jī)，它們之間通過支架固定在一起。

可增加物鏡來獲得更高分辨率圖像和更小粒徑值，成像后的體積大小與水體中顆粒物的濃度相適應(yīng)。Autoholo潛水式全息成像系統(tǒng)可以剖面、定點(diǎn)或拖曳的方式部署，且深度可達(dá)800m，可手動(dòng)或系統(tǒng)自動(dòng)獲取全息圖像。使用Kirchoff-Fresnel卷積核和自動(dòng)圖像分析重建全息圖，可有效地觀察海洋或淡水環(huán)境中所有水生環(huán)境中的藻類、微生物和顆粒物等。

工作原理

Autoholo利用全息原理來對一定體積內(nèi)的物體進(jìn)行顯微成像。使用532 nm 激光作為樣品體積的背景參考光源，并由照相機(jī)記錄所得全息圖。激光束在經(jīng)過空間濾波和準(zhǔn)直后通過分束器，產(chǎn)生的光束通過采樣窗口，照亮采樣區(qū)域上的樣品體積，光經(jīng)過樣品時(shí)，微粒的散射光會(huì)與背景參考光源干涉疊加，產(chǎn)生的干涉條紋包含了所測體積內(nèi)的空間和相位信息。采集的圖像通過光纖傳輸?shù)郊装迳系挠?jì)算機(jī)，可以實(shí)時(shí)查看，同時(shí)存儲(chǔ)在硬盤中。使用菲涅耳衍射公式對每個(gè)所得的濾波圖像進(jìn)行數(shù)值重建，隨后在整個(gè)樣本體積內(nèi)使用不同平面/截面上的全息衍射圖進(jìn)行的數(shù)值重建可提供體積內(nèi)所有顆粒的聚焦圖像，從而提供有關(guān)顆粒和生物的形狀，空間分布以及運(yùn)動(dòng)的3D信息。

產(chǎn)品應(yīng)用

表征顆粒/浮游生物的分布和相互作用

粒子流相互作用、浮游生物動(dòng)力學(xué)研究

薄層和有害藻華研究

表征水生顆粒特性，顆粒粒徑分布

海洋生物及其豐富度的觀測

葉綠素濃度、顆粒物濃度剖面分層研究

海洋-水層檢測、細(xì)菌、浮游生物及植物

泥沙輸送，海洋生態(tài)學(xué)，氣候變化，遙感和海洋光學(xué)

產(chǎn)品參數(shù)

激光：波長532 nm，脈沖功率2 μJ，脈沖寬度1.3 ns

相機(jī)：像素4920 x 3280 pixels

分辨率：低倍5.5 μm，高倍2.5 μm

體積：90 cm x 96 cm x 30cm

成像體積：1 ~ 20 mL

粒徑范圍：10 μm ~ 20 mm

深度：800 m