Rovnice přenosu intenzity - Transport-of-intensity equation

The rovnice přenosu intenzity (KRAVATA) je výpočetní přístup k rekonstruovat fázi a komplexní vlna v optický a elektronová mikroskopie.^[1] Popisuje vnitřní vztah mezi intenzita a fázové rozdělení vlny.^[2]

TIE poprvé navrhl v roce 1983 Michael Reed Teague.^[3] Teague navrhl použít zákon z uchování energie napsat a diferenciální rovnice pro přepravu energie prostřednictvím optické pole. Tuto rovnici, uvedl, lze použít jako přístup k fáze zotavení.^[4]

Teague přiblížil amplituda vlny šířící se nominálně ve směru z o a parabolická rovnice a poté to vyjádřil v termínech ozáření a fáze:

${ displaystyle { frac {2 pi} { lambda}} { frac { částečné} { částečné z}} I (x, y, z) = - nabla _ {x, y} cdot [ I (x, y, z) nabla _ {x, y} Phi],}$

kde ${ displaystyle lambda}$ je vlnová délka, ${ displaystyle I (x, y, z)}$ je ozáření v bodě ${ displaystyle (x, y, z)}$, a ${ displaystyle Phi}$ je fáze vlny. Pokud je rozdělení intenzity vlny a její prostorové derivát lze měřit experimentálně, z rovnice se stane lineární rovnice, kterou lze vyřešit za účelem získání fázového rozdělení ${ displaystyle Phi}$.^[5]

U fázového vzorku s konstantní intenzitou se TIE zjednodušuje na

${ displaystyle { frac {d} {dz}} I (z) = - { frac { lambda} {2 pi}} I (z) nabla _ {x, y} ^ {2} Phi .}$

Umožňuje měření fázové distribuce vzorku získáním rozostřeného obrazu, tj. ${ displaystyle I (x, y, z + Delta z)}$.

TIE využívá pouze měření intenzity pole objektu ve více axiálně posunutých rovinách bez jakékoli manipulace s objektem a referenčními paprsky.^[6]

Přístupy založené na TIE se používají v biomedicínských a technických aplikacích, jako je kvantitativní sledování buněčného růstu v kultuře,^[7] zkoumání buněčné dynamiky a charakterizace optických prvků.^[8] Metoda TIE se také používá pro fázové získávání v transmisní elektronové mikroskopii.^[9]

Reference