Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Soares, Yohan Szuszko
Orientador(a): Barbano, Émerson Cristiano, 1986-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Imagens ópticas
Microscopia
Detectores ópticos
Física
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/94079
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Emerson Cristiano Barbano
id UFPR_3e2d18fb72ebea8103f9b3ab62eaa268
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/94079
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str
spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em FísicaBarbano, Émerson Cristiano, 1986-Soares, Yohan Szuszko2024-12-28T22:07:40Z2024-12-28T22:07:40Z2024https://hdl.handle.net/1884/94079Orientador: Prof. Dr. Emerson Cristiano BarbanoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa : Curitiba, 01/05/2024Inclui referênciasResumo: Microscópios desempenham um papel fundamental nas ciências, especialmente na saúde e na ciência dos materiais. O desenvolvimento e aprimoramento dos sistemas de microscopia impactam diretamente essas áreas, justificando o esforço contínuo para criar instrumentos melhores. Com o advento dos lasers, tornou-se mais fácil utilizar processos ópticos não lineares que permitem a obtenção de imagens com maior resolução. Técnicas como SPIFI (Spatial Frequency-modulated Imaging) ganharam reconhecimento por sua configuração simples, aquisição rápida, compatibilidade com meios dispersores e capacidade de obter imagens de alta resolução. Este método de imagem é baseado na detecção de uma linha focal de um feixe de laser focado por uma lente cilíndrica, usando um detector de elemento único. Cada ponto dessa linha é modulado por uma máscara rotativa, correspondendo a uma frequência temporal única. Ao realizar uma integração temporal do sinal coletado pelo detector e aplicar uma Transformada de Fourier, esse sinal pode ser transformado em um mapeamento espacial das localizações únicas ao longo da linha geométrica. Em busca de novas técnicas, propomos o Derivative Optical Imaging Technique (DOIT), baseada no SPIFI. O DOIT usa um fotodetector de elemento único e um chopper óptico para modular o feixe, com características espaciais codificadas temporalmente. O sinal do objeto, capturado pelo detector de elemento único, é analisado por meio de derivadas temporais para revelar sua organização espacial. Neste trabalho, desenvolvemos o DOIT para coletar sinais por meio de transmissão. Além disso, criamos uma variação chamada Re- DOIT (Reflective DOIT), que coleta informações refletidas pela amostra. Apresentamos os princípios de funcionamento desses microscópios, bem como resultados que indicam a viabilidade dessas técnicas e possíveis aplicaçõesAbstract: Microscopes play a fundamental role in the sciences, particularly in healthcare and materials science. The development and enhancement of microscopy systems directly impact these fields, justifying the continuous effort to create better instruments. With the advent of lasers, it has become easier to utilize nonlinear optical processes that enable higher-resolution images. Techniques such as SPIFI (SPatIal Frequency-modulated Imaging) have gained recognition for their simple setup, fast acquisition, compatibility with scattering media, and ability to obtain high-resolution images. This imaging method is based on the detection of a focal line from a laser beam focused by a cylindrical lens, using a single-element detector. Each point on this line is modulated by a rotating mask, corresponding to a unique temporal frequency. By performing a temporal integration of the signal collected by the detector and applying a Fourier Transform, this signal can be transformed into a spatial mapping of the unique spatial locations along the geometric line. In search of new techniques, we propose the Derivative Optical Imaging Technique (DOIT), based on SPIFI. DOIT uses a single photodetector and an optical chopper to modulate signals, with spatial characteristics temporally encoded. The object’s signal, captured by the single-element detector, is analyzed through temporal derivatives to reveal its spatial organization. In this work, we developed DOIT to collect signals through transmission. Additionally, we created a variation called ReDOIT (Reflective DOIT), which collects information reflected by the sample. We present the operating principles of these microscopes as well as results that indicate the feasibility of these techniques and possible applications1 recurso online : PDF.application/pdfImagens ópticasMicroscopiaDetectores ópticosFísicaDerivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetectorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisengreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - YOHAN SZUSZKO SOARES.pdfapplication/pdf32973474https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/94079/1/R%20-%20D%20-%20YOHAN%20SZUSZKO%20SOARES.pdf02ed0dc5d9daf367448e92ab00dceb0cMD51open access1884/940792024-12-28 19:07:40.484open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/94079Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082024-12-28T22:07:40Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
title Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
spellingShingle Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
Soares, Yohan Szuszko
Imagens ópticas
Microscopia
Detectores ópticos
Física
title_short Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
title_full Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
title_fullStr Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
title_full_unstemmed Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
title_sort Derivative optical imaging technique via transmission and reflection with single-element photodetector
author Soares, Yohan Szuszko
author_facet Soares, Yohan Szuszko
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Física
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Barbano, Émerson Cristiano, 1986-
dc.contributor.author.fl_str_mv Soares, Yohan Szuszko
contributor_str_mv Barbano, Émerson Cristiano, 1986-
dc.subject.por.fl_str_mv Imagens ópticas
Microscopia
Detectores ópticos
Física
topic Imagens ópticas
Microscopia
Detectores ópticos
Física
description Orientador: Prof. Dr. Emerson Cristiano Barbano
publishDate 2024
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-12-28T22:07:40Z
dc.date.available.fl_str_mv 2024-12-28T22:07:40Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2024
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/94079
url https://hdl.handle.net/1884/94079
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 1 recurso online : PDF.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/94079/1/R%20-%20D%20-%20YOHAN%20SZUSZKO%20SOARES.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 02ed0dc5d9daf367448e92ab00dceb0c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv informacaodigital@ufpr.br
_version_ 1847526272897384448

Registros relacionados