辨SHG成像多模光纖內(nèi)窺鏡技術(shù)背景：癌癥和纖維化疾病會(huì)以組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的形式表現(xiàn)出來(lái)智政，目前對(duì)這些疾病的醫(yī)學(xué)診斷主要基于活檢和隨后的非現(xiàn)場(chǎng)組織病理學(xué)手段认罩。而使用微創(chuàng)技術(shù)，可以即時(shí)且原位地做出類(lèi)似診斷续捂，這極大的減小了做出診斷的時(shí)間并且避免了重復(fù)手術(shù)的可能猜年。基于此疾忍，被稱(chēng)為光學(xué)切片的先進(jìn)光學(xué)成像技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于微創(chuàng)成像乔外。這種技術(shù)依靠各種各種的無(wú)標(biāo)記光學(xué)成像模態(tài)（通常是將這些模態(tài)結(jié)合起來(lái)一起使用），如相干反斯托克斯拉曼光譜（anti-Stokes Raman spectroscopy, CARS）一罩、雙光子熒光杨幼、二次諧波生成（second-harmonic generation, SHG）成像等（參見(jiàn) ...
m以上∧粼ǎ基于多模光纖的最細(xì)成像內(nèi)窺鏡差购，在其插入目標(biāo)的遠(yuǎn)端不需要大型的光學(xué)元件。具有三維成像能力的多模光纖內(nèi)窺鏡尺寸可至約100um汉嗽。然而欲逃，多模光纖展示出了復(fù)雜的光學(xué)傳遞函數(shù)(OTF)，這歸因于模式混合和模式色散饼暑。要實(shí)現(xiàn)成像稳析，多模光纖內(nèi)窺鏡需要依賴(lài)傳輸特性的校準(zhǔn)洗做。這可以通過(guò)依序激發(fā)所有支持的光纖模式，然后使用數(shù)字全息或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)記錄光學(xué)傳遞函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)彰居〕现剑可編程的光學(xué)元件，如空間光調(diào)制器(SLM)預(yù)先編碼光纖近端的光場(chǎng)陈惰，以在光纖遠(yuǎn)端獲得想要的光場(chǎng)分布畦徘。這可以在光纖遠(yuǎn)端面產(chǎn)生聚焦和其它更復(fù)雜的光場(chǎng)模式。OTF與光纖的彎曲抬闯、波長(zhǎng)漂移井辆、溫度變化強(qiáng)相關(guān)，這意味著需要實(shí)時(shí)原位校準(zhǔn)溶握。但實(shí)際上校準(zhǔn)很復(fù)雜掘剪，很難實(shí)現(xiàn) ...
在自由空間和多模光纖網(wǎng)絡(luò)空間不能互相操作，因此難以完全滿足網(wǎng)絡(luò)容量和通信安全奈虾。為了增加信息傳輸容量，提高頻譜效率廉赔，并建立一個(gè)可靠性高肉微、安全性好的通信網(wǎng)絡(luò)，OAM復(fù)用技術(shù)被廣泛關(guān)注蜡塌。圖1.渦旋光以及能量分布圖二碉纳、基于OAM的復(fù)用通信具有一下優(yōu)點(diǎn)（1）安全性：歸因于OAM的拓?fù)浜蓴?shù)和方位角之間的不確定關(guān)系。只有完全接收OAM光束馏艾，才能準(zhǔn)確檢測(cè)其OAM態(tài)劳曹，角度傾斜和部分接受都會(huì)導(dǎo)致發(fā)送模態(tài)的功率擴(kuò)散到其它模態(tài)上，降低對(duì)發(fā)送OAM態(tài)的正確檢測(cè)概率琅摩，因此基于OAM的復(fù)用通信可有效地防止竊聽(tīng)铁孵。（2）正交性：不同OAM模式的渦旋光束具有固有的正交性，為在不同渦旋光束上調(diào)制信息提供可能房资，且不同OAM信道上傳輸 ...
與類(lèi)型包括：多模光纖的模式色散（或稱(chēng)模間色散）蜕劝；由于光纖材料固有的折射率對(duì)波長(zhǎng)依賴(lài)性而產(chǎn)生的波導(dǎo)色散；以及單模光纖中兩種不同偏振模式傳輸速度不同而引起的偏振色散轰异。一岖沛、模間色散多模光纖中，即使對(duì)同一波長(zhǎng)搭独，不同傳輸模式仍具有不同的群速度婴削，即傳播速度不同，由此引起的脈沖展寬牙肝，稱(chēng)為“模間色散”唉俗。模間色散引起的脈沖展寬是各種色散因素中影響嚴(yán)重的一種嗤朴。并且，傳輸?shù)哪Ｊ皆蕉嗷ス}沖展寬越嚴(yán)重播赁。模間色散是發(fā)生在多模光纖和其他波導(dǎo)中的一種信號(hào)畸變機(jī)制。在多模光纖中吼渡，以不同入射角射入光纖的光線都被定義了一條路徑或一種模式容为。由于各個(gè)模式的傳輸路徑不同，其傳輸速度（即群速度）也不同寺酪，因此模式間的信號(hào)傳輸?shù)竭_(dá)光纖終端產(chǎn)生 ...
光纖的光束。多模光纖允許多束光在光纖中同時(shí)傳播寄雀，導(dǎo)致模式色散（因?yàn)槊總€(gè)“模式”的光以不同的角度進(jìn)入光纖得滤，它們?cè)诓煌臅r(shí)間到達(dá)另一端，這種特性稱(chēng)為模式色散盒犹。）模色散技術(shù)限制了多模光纖的帶寬和距離懂更，導(dǎo)致纖芯粗，傳輸速率低急膀，傳輸距離短沮协，整體傳輸性能差。然而卓嫂，多模光纖具有成本相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì)慷暂，通常用于建筑物或地理上相鄰的環(huán)境。單模光纖只允許一束光傳播晨雳，因此不表現(xiàn)出模式色散特性行瑞。因此，單模光纖具有相應(yīng)纖芯較細(xì)餐禁、傳輸帶寬較寬血久、容量較高、傳輸距離較遠(yuǎn)的特點(diǎn)帮非。一洋魂、單模光纖單模光纖只有一根（大多數(shù)應(yīng)用中是兩根）玻璃纖維，纖芯直徑范圍為8.3 μm 至10 μm喜鼓。由于纖芯直徑相對(duì)較窄副砍，單模光纖只能傳輸波長(zhǎng)為1310 ...
，適用于通過(guò)多模光纖的短距離光互連和光以太網(wǎng)解決方案庄岖。然而豁翎，對(duì)于直接調(diào)制激光器來(lái)說(shuō)，距離在10到40公里之間隅忿、比特率在10Gb/s及以上的城域范圍內(nèi)的光纖鏈路仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)心剥。一方面邦尊，對(duì)于1.3um左右的激光器，功率預(yù)算限制了鏈路長(zhǎng)度优烧。另一方面蝉揍，低光纖衰減的直接調(diào)制1.55μm激光器存在色散限制的Max傳輸長(zhǎng)度Lmax。在高比特率B下畦娄，光纖鏈路的色散系數(shù)和常數(shù)K的關(guān)系為盡管850和1330nm通常被認(rèn)為是光互連的主要波段又沾，但1.55um是有效的波長(zhǎng)，因?yàn)樵谶@個(gè)波長(zhǎng)發(fā)生非常低的光纖吸收非常低的激光工作電壓熙卡。此外杖刷，芯片內(nèi)連接和集成硅光子學(xué)需要這個(gè)波段，因?yàn)楣柙?.55um是透明的驳癌。因此滑燃，為了在標(biāo)準(zhǔn)單 ...
經(jīng)成為部署在多模光纖局域網(wǎng)中的主導(dǎo)光源。報(bào)告的z高數(shù)據(jù)速率可達(dá)71Gb/s颓鲜，適用于鏈路長(zhǎng)度<100m的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用表窘。另一方面，在1300-1600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射的長(zhǎng)波長(zhǎng)VCSEL在電信領(lǐng)域也取得了顯著的成熟水平甜滨。對(duì)于快速發(fā)展的應(yīng)用乐严，如計(jì)算機(jī)通信、接入網(wǎng)艳吠、無(wú)線基站之間的互連和通信，它們是非常有吸引力的光源孽椰。與傳統(tǒng)的邊緣發(fā)射分布反饋和分布反饋相比昭娩，VCSEL具有顯著的優(yōu)勢(shì)。Bragg反射器（DBR）激光器具有相當(dāng)?shù)偷纳a(chǎn)成本黍匾，更小的閾值和驅(qū)動(dòng)電流栏渺，對(duì)應(yīng)于更低的功耗，更高的直接數(shù)字調(diào)制速率锐涯，更小的占地面積磕诊，晶圓級(jí)測(cè)試，高效的光纖耦合（由于圓對(duì)稱(chēng)高斯光束分布）纹腌，更短的腔長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)更大的自由光譜范 ...
光耦合到標(biāo)準(zhǔn)多模光纖中霎终。在1550nm處，MEMSVCSEL的閾值電流為5.8mA升薯，在32mA處發(fā)生熱滾轉(zhuǎn)莱褒，對(duì)應(yīng)于光纖耦合的Max輸出功率為1.42mW。在整個(gè)電流工作范圍內(nèi)涎劈，器件上的電壓降保持在1.84V以下广凸，表明器件中的串聯(lián)電阻較低阅茶。閾值電壓在室溫下為1.15V，是衡量異質(zhì)勢(shì)壘處電壓降的一個(gè)很好的指標(biāo)谅海。圖5 研究了直徑為14μm的BTJMEMSVCSEL在1550nm處發(fā)光的光電流電壓特性脸哀。閾值電流和滾轉(zhuǎn)分別為5.8mA和32mA測(cè)量的SMSRs、閾值電流扭吁、Max輸出功率和不同調(diào)諧波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的滾轉(zhuǎn)電流如圖6所示撞蜂。與固定波長(zhǎng)VCSEL相比，由凹頂MEMSDBR智末、可變氣隙谅摄、半VCSEL半導(dǎo)體部分 ...
模光纖避免了多模光纖嚴(yán)重的本征模間色散、模噪聲以及傳輸中的其他效應(yīng)系馆，從而使單模光纖中信號(hào)傳輸?shù)乃俣扰c容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多模光纖送漠。一、單模光纖的應(yīng)用單模光纖通信技術(shù)是光纖應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用方向由蘑，它是以單模光纖技術(shù)闽寡、激光技術(shù)和光電集成技術(shù)為基礎(chǔ)而發(fā)展起來(lái)的。單模光纖通信是以光纖作為傳輸媒介尼酿、光波為載頻的一種通信手段爷狈。即利用近紅外區(qū)域波長(zhǎng)1000nm左右的光波作為信息的載波信號(hào)，把電話裳擎、電視涎永、數(shù)據(jù)等電信號(hào)調(diào)制到光載波上，再通過(guò)光纖傳輸?shù)囊环N通信方式鹿响。單模光纖做光纖通信的重要傳輸媒介羡微，其重要地位不言而喻，因此了解單模光纖的原理機(jī)制惶我，有助于我們更好的理解光纖通信的原理妈倔。圖1單模光纖和多模光纖使用光纖的區(qū)別 ...
方面的應(yīng)用绸贡。多模光纖干涉儀的設(shè)置該裝置顯示了光纖傳感器系統(tǒng)盯蝴。它由寬帶光源(Iceblink)、分辨率為0.3 nm的光柵光譜儀(Ibsen I-MON 512)和2 × 2耦合器(Thorlabs, TW1550R5A2)組成听怕。組件通過(guò)2x2耦合器連接(Thorlabs TW1550R5A2)捧挺。光纖光柵傳感器(Optromix)嵌在SM1500光纖中，反射率為全寬半MAX值(FWHM)為0.2 nm尿瞭。多模干涉儀(MMI)是通過(guò)拼接14.2 mm的薄芯(TC)光纖(SM400)或無(wú)芯制成的(CL)光纖(FG125LA, Thorlabs)到單模光纖(SMF)的末端松忍。Iceblink是一款覆蓋45 ...
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