Równanie transportu intensywności

transportu intensywności ( TIE ) to podejście obliczeniowe do rekonstrukcji fazy złożonej fali w mikroskopii optycznej i elektronowej . Opisuje wewnętrzną zależność między intensywnością a rozkładem fazowym fali.

TIE został po raz pierwszy zaproponowany w 1983 roku przez Michaela Reeda Teague'a. Teague zasugerował wykorzystanie prawa zachowania energii do napisania równania różniczkowego transportu energii przez pole optyczne . Stwierdził, że to równanie można wykorzystać jako podejście do odzyskiwania fazy .

Teague przybliżył amplitudę fali rozchodzącej się nominalnie w kierunku z za pomocą równania parabolicznego , a następnie wyraził ją w kategoriach natężenia promieniowania i fazy:

${\ Displaystyle {\ Frac {2 \ pi}} {\ lambda }}{\frac {\częściowy}}{\częściowy z}}I(x,y,z)=-\nabla _{x,y}\cdot [I(x,y,z)\nabla _{x ,y}\Fi ],}$

gdzie ${$ natężeniem promieniowania w punkcie ( ${\ Displaystyle ($$y, z)}$$\$$.$ jest fazą fali Jeśli rozkład natężenia fali i jej pochodna przestrzenna można zmierzyć eksperymentalnie, równanie staje się równaniem liniowym, które można rozwiązać, aby uzyskać rozkład faz ${\ displaystyle \ Phi}$ .

W przypadku próbki fazy o stałym natężeniu TIE upraszcza się do

${\ Displaystyle {\ Frac {d} {dz}} ja (z) = - {\ frac {\ lambda} {2 \ pi}} ja (z) \ nabla _ {x, y} ^ {2} \ Phi .}$

Umożliwia pomiar rozkładu fazowego próbki poprzez uzyskanie nieostrego obrazu, tj. ${\ Displaystyle I (x, y, z + \ Delta z)}$ .

Podejścia oparte na TIE są stosowane w zastosowaniach biomedycznych i technicznych, takich jak ilościowe monitorowanie wzrostu komórek w hodowli, badanie dynamiki komórkowej i charakteryzacja elementów optycznych. Metodę TIE stosuje się również do odzyskiwania fazy w transmisyjnej mikroskopii elektronowej.