Tese

Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods (2023)

• Authors:
  • D'Almeida, Camila de Paula
  • Pratavieira, Sebastião (Orientador)
• Autor USP: D'ALMEIDA, CAMILA DE PAULA - IFSC
• Unidade: IFSC
• Sigla do Departamento: FCM
• DOI: 10.11606/T.76.2023.tde-29052023-143103
• Subjects: MICROSCÓPIO ÓTICO; PROCESSAMENTO DE IMAGENS; ALGORITMOS
• Keywords: Microscópio óptico sem lentes; Código aberto; Lensless optical microscopy; Multiespectral; Multiheight; Multispectral; Opensource; Phase recovery; Recuperação de fase; Multialturas
• Agências de fomento:
  • Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Language: Inglês
• Abstract: Desde a sua invenção no século XVI, a microscopia é uma das técnicas ópticas mais importantes. Seu uso revolucionou muitas áreas do conhecimento e essas aplicações têm impulsionado melhorias na própria técnica. O microscópio sem lentes surgiu como uma alternativa aos microscópios ópticos tradicionais. Esta técnica recente tem a vantagem de desacoplar a resolução da imagem do campo de visão, além de fornecer sistemas muito compactos e de baixo custo. Os microscópios sem lente baseados na aquisição de holograma produzem imagens de amplitude e fase da mesma cena observada, usando um processamento digital de imagem para realizar a recuperação de fase. Este estudo tem como objetivo desenvolver e testar microscópios holográficos sem lentes portáteis e automatizados, baseados em algoritmos computacionais de códigos abertos, aplicando dois métodos para aquisição e processamento das imagens: multialturas e multiespectral. O primeiro método aplicado é o multialturas, que registra uma sequência de hologramas com diferentes distâncias entre o sensor e a amostra e os utiliza como dados de entrada para recuperar os valores de fase da luz que melhor descrevem a cena gravada. O método multiespectral também foi usado para registrar hologramas, usando luz com emissão em diferentes faixas espectrais para compor imagens de amplitude e fase a partir dessas informações em forma de imagem. Algoritmos de código aberto foram desenvolvidos em linguagem Python para controlar os dispositivos quecompõem o sistema e realizar os processamentos digitais das imagens. Ambos os microscópios sem lentes foram testados usando alvo de teste padrão para definir a resolução espacial de cada um. Além disso, eles foram aplicados para observar diferentes tipos de amostras biológicas, de modo a analisar suas imagens de amplitude e fase em condições distintas. Assim, esses microscópios foram usados para observar diferentes tipos de células e microorganismos. Análises mais robustas foram realizadas para fornecer mais informações a respeito das amostras. Portanto, dois microscópios holográficos sem lentes portáteis, de baixo custo, automatizados e baseados em algoritmos computacionais de código aberto foram desenvolvidos e testados neste estudo, usando métodos multialturas e multiespectrais para realizar imagens de amplitude e fase com quase 30mm^[2] e cerca de 5μm de resolução. Ambos sistemas se mostraram eficientes para observar células e microorganismos sem a necessidade de marcação
• Imprenta:
  • Publisher place: São Carlos
  • Date published: 2023
• Data da defesa: 28.03.2023

Informações sobre o DOI: 10.11606/T.76.2023.tde-29052023-143103 (Fonte: oaDOI API)
• Este periódico é de acesso aberto
• Este artigo é de acesso aberto
• URL de acesso aberto
• Cor do Acesso Aberto: gold
• Licença: cc-by-nc-sa

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How to cite

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• ABNT

  D'ALMEIDA, Camila de Paula. Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/. Acesso em: 28 maio 2024.

• APA

  D'Almeida, C. de P. (2023). Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/

• NLM

  D'Almeida C de P. Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/

• Vancouver

  D'Almeida C de P. Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/

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