【摘要】 实验数据表明，用 3D-DLW 生成的球形散射体替换球形聚苯乙烯散射体仅对共焦图像产生轻微影响。

从理论上和实验上研究了共焦激光扫描显微镜中不同单个散射体的图像形成。对于球形散射体，采用有效且快速的算法来计算不同直径和波长的共焦图像。

 

对直径为 20 µm 的聚苯乙烯球 (PS) 的测量证实了预期的效果，例如，类似于光学系统点扩散函数的中心信号的出现。使用 3D 直接激光写入 (DLW) 生产定制的单散射体，其中包括尺寸与上述 PS 球体相当的球体。尽管表面质量和对称性不可避免地较低，但与近乎完美的 PS 球体相比，3D-DLW 球体的共焦图像仅观察到微小差异。

 

使用计算的理论数据验证了球体的实验图像后，对 3D-DLW 产生的四个柏拉图体进行了共焦测量，目的是有助于理解涉及更复杂的散射几何形状的图像形成。提出了一种用于快速计算球形散射体共焦图像的并行算法。

 

由于代码的高效实现，可以同时计算多个扫描位置，这显着减少了总体仿真时间。将理论结果与使用 CLSM 设备在直径为 20 µm 的 PS 球上获得的实验数据进行比较，结果显示在 488、552 和 638 nm 的所有三个可用波长上都非常一致。

 

实验数据表明，用 3D-DLW 生成的球形散射体替换球形聚苯乙烯散射体仅对共焦图像产生轻微影响。因此，3D-DLW 用于生产具有复杂几何形状的定制单个散射体。我们展示了柏拉图固体的共焦图像并讨论了图像的属性。

 

根据 Yadlowsky 等人 [1] 和 Badon 等人 [2] 的说法，在某些表面观察到的杂散信号可能归因于多重散射效应。进一步的研究将致力于计算这些几何形状的共焦图像，以便将它们与实验结果进行比较。

 

1.M. J. Yadlowsky, J. M. Schmitt, and R. F. Bonner, “Multiple scattering in optical coherence microscopy,” Appl. Opt. 34, 5699–5707 (1995).

2.A. Badon, A. C. Boccara, G. Lerosey, M. Fink, and A. Aubry, “Multiple scattering limit in optical microscopy,” Opt. Express 25, 28914–28934 (2017).

 

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