PSF Lab

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PSF Lab
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Informations
Développé par Michael J. Nasse, Jörg C. Woehl
Dernière version 3.0 ()
Environnement Microsoft Windows (x86, x64), Mac OS
Type Calcul numérique, Simulation informatique, Modèle physique réaliste
Licence Copyright (c) 2010, UWM Research Foundation (Gratuiciel/freeware pour utilisation académique/non-commerciale)
Site web http://onemolecule.chem.uwm.edu

PSF Lab est un logiciel permettant le calcul de la fonction d'étalement du point (Point Spread Function ou PSF) d'un microscope confocal sous des conditions d'imagerie variées. Le logiciel calcule les vecteurs de champ électrique et la distribution d'intensité de lumière associée. Il est basé sur un modèle rigoureux vectoriel, prenant en compte des effets de polarisation ainsi que des objectifs de microscope à ouverture numérique élevée[1].

La polarisation du faisceau entrant (supposé collimaté et monochromatique) peut être choisie librement (rectiligne, elliptique, ou circulaire). De plus, le faisceau peut être présumé avec un profil constant ou gaussien d'une largeur variable. La lumière d'illumination peut traverser un maximum de trois couches/milieux optiques par le chemin optique depuis l'objectif du microscope jusqu'au foyer optique. Par exemple, cela permet la simulation d'un objectif de microscope à immersion d'huile (milieu 1), qui focalise à travers une lamelle de verre (milieu 2) dans un milieu d'échantillon (milieu 3). Chaque couche est caractérisée par son indice de réfraction (supposé constant) et son épaisseur.

Le logiciel PSF Lab peut aussi simuler des objectifs de microscope corrigés pour une certaine lamelle de verre déterminée par son indice de réfraction et son épaisseur (paramètres de conception). Ainsi, toute aberration optique est correctement prédite selon la modification des conditions d'imagerie idéales pour lesquelles l'objectif a été conçu.

Les paramètres optiques suivants peuvent être choisis[2] :

  • Faisceau entrant
    • Longueur d'onde
    • Paramètre du profil gaussien de remplissage (0 = profil constant)
    • Polarisation (rectiligne, elliptique, ou circulaire)
  • Calcul
  • Objectif de microscope
    • Ouverture numérique
  • Milieux optiques
    • Indices de réfraction (paramètres spécifiés par le fabricant versus valeurs réelles)
    • Epaisseur (paramètre spécifié par le fabricant versus valeur réelle)
    • Profondeur (position du foyer optique dans le milieu 3)

Le logiciel ne calcule que des sections bidimensionnelles de la PSF, mais plusieurs calculs peuvent être empilés (a l'aide des logiciels autre que PSF Lab) pour obtenir une PSF tridimensionnelle. Des calculs sont organisés dans des "sets"; chaque "set" avec ses propres paramètres. L'utilisateur peut mettre en route des boucles d'une telle façon que le logiciel PSF Lab calcule un ou plusieurs "sets" en doublant la résolution numérique de l'image résultante à chaque itération. Cette image est montrée dans la fenêtre principale de PSF Lab en utilisant une échelle de couleurs linéaire ou logarithmique. L'utilisateur peut aussi choisir la gamme de couleurs parmi plusieurs gammes prédéfinies. L'image résultante des composants de champ électrique ou de l'intensité totale peut être sauvegardée sous plusieurs formats d'image (.fig, .ai, .bmp, .emf, .eps, .jpg, .pcx, .pdf, .png, .tif), ainsi que les données exportées sous différents formats de données [.mat, .h5 (HDF5), .txt (ASCII)].

Références

  1. Nasse M. J., Woehl J. C., « Realistic modeling of the illumination point spread function in confocal scanning optical microscopy », J. Opt. Soc. Am. A, vol. 27, no 2,‎ , p. 295–302 (DOI 10.1364/JOSAA.27.000295)
  2. PSF Lab Getting Started Manual

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes


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