動(dòng)將光聚焦到散射介質(zhì)中技術(shù)背景:將光有效的聚焦到或穿透不透明的散射介質(zhì)對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要磕蛇,例如光學(xué)成像走净、操縱券时、治療、激發(fā)等伏伯。然而,由散射介質(zhì)中的微觀折射率不均勻引起的光學(xué)散射使得入射光的(行走)路徑隨機(jī)化捌袜,這對(duì)有效傳遞光強(qiáng)造成了巨大的挑戰(zhàn)说搅。為了克服這一挑戰(zhàn),(研究人員)正在積極開(kāi)發(fā)和應(yīng)用波前整形(wavefront shaping, WFS)方法來(lái)將光聚焦到或穿透散射介質(zhì)虏等。WFS通過(guò)調(diào)制入射波前使得不同行走路徑的散射光子在目標(biāo)位置相長(zhǎng)干涉弄唧。WFS技術(shù)可以分為三類:基于反饋的波前整形、傳輸矩陣求逆霍衫、光相位共軛(optical phase conjugation, OPC)或光時(shí)間反轉(zhuǎn)(opt ...
ptical散射體豐富的模態(tài)特性使得其比DOE具有更多的能力候引,如偏振、頻率敦跌、角度多路復(fù)用等澄干。meta-optics可以使用廣泛可用的集成電路代工技術(shù)制造(如深紫外光刻(DUV)),而無(wú)需基于聚合物的DOE或二元光學(xué)器件中使用的多個(gè)蝕刻步驟柠傍、金剛石車削或灰度光刻(grayscale lithography)麸俘。盡管meta-optics優(yōu)勢(shì)很大,且在用于成像惧笛、偏振控制从媚、全息的平面光學(xué)器件中得到應(yīng)用,但是當(dāng)前其缺陷也很明顯患整。受限于meta-optics賦予的不連續(xù)的相位分布拜效,產(chǎn)生了嚴(yán)重的、波長(zhǎng)相關(guān)的像差各谚,使得現(xiàn)有的超表面成像方法比基于折射元件的鏡頭在圖像重建誤差上要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)紧憾。色散工程(disp ...
斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次諧波生成(second harmonic generation,SHG)嘲碧、雙光子激發(fā)熒光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非線性顯微鏡稻励,可以實(shí)現(xiàn)離體生物樣本的分子組成和形態(tài)信息的高靈敏和高特異性無(wú)創(chuàng)無(wú)標(biāo)記檢測(cè)(區(qū)分惡性組織和良性0組織)。當(dāng)前不足:完成多模非線性顯微鏡有以下挑戰(zhàn):(1) 光纖耦合的高功率超快激光源(具有風(fēng)冷愈涩、堅(jiān)固望抽、緊湊、便攜特性)履婉;(2) 在長(zhǎng)距離上的使用光纖進(jìn)行超短脈沖激光傳輸和信號(hào)采集煤篙,要求具有低損耗;(3) 置于內(nèi)窺 ...
射型三維物體散射回的光束毁腿,作為物光辑奈。物光和參考光由分束鏡合束在一個(gè)無(wú)透鏡探測(cè)器矩陣上形成干涉信號(hào)苛茂。系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖1。探測(cè)器陣列記錄時(shí)域的干涉圖鸠窗,每一個(gè)像素在記錄干涉圖的同時(shí)獲取所有光譜元素妓羊。每一個(gè)像素的干涉圖經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到復(fù)數(shù)頻譜(圖2b)。所有像素在經(jīng)傅里葉變換后得到的每一個(gè)頻率下的復(fù)數(shù)頻譜一起構(gòu)成全息圖超立方體(hypercube)稍计,全息圖的數(shù)目與梳線數(shù)一致(圖2c)躁绸。在某一頻率下的全息圖重建使用逆菲涅耳變換在對(duì)焦距離下完成重建,獲得不同對(duì)焦距離下的振幅和相位重建圖(圖2d)臣嚣。因?yàn)槿⑿盘?hào)和零階以及共軛像分處不同的頻率范圍净刮。因此,同軸全息也能獲得無(wú)零階像和共軛像干擾的重建像硅则。圖2中兩個(gè) ...
率衍射受限淹父、散射樣品中與深度相關(guān)的退化(degradation)和體積漂白等問(wèn)題。文章創(chuàng)新點(diǎn):基于此怎虫,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的Yicong Wu(一作兼通訊)等人提出一種多視圖(multiview)共聚焦顯微鏡暑认,在空間上從亞微米到毫米,在時(shí)間上從毫秒到小時(shí)級(jí)地增強(qiáng)共聚焦顯微鏡的性能揪垄。軸向和橫向分辨率提高兩倍以上的同時(shí)穷吮,還降低了光毒性。主要舉措有:(1)饥努、開(kāi)發(fā)緊湊型線掃描儀捡鱼,能夠在大面積上實(shí)現(xiàn)靈敏、快速酷愧、衍射極限的成像驾诈;(2)、將線掃描與多視圖成像相結(jié)合溶浴,開(kāi)發(fā)可提高分辨率各向同性并恢復(fù)因散射而丟失的信號(hào)的重建算法乍迄;(3)、采用結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)士败,在密集標(biāo)記的厚樣品中實(shí)現(xiàn)超分辨率成像闯两;(4)、結(jié)合深度 ...
限制了由于光散射的空間串?dāng)_而在增加的深度上解析熒光的能力谅将。技術(shù)要點(diǎn):基于此漾狼,美國(guó)波士頓大學(xué)的Mitchell Clough(一作)和Jerry L. Chen(通訊)提出了一種四區(qū)域大視場(chǎng)雙光子顯微鏡(quad-area large FOV two-photon microscope, Quadroscope),能夠在橫跨約5mm的總視場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)四個(gè)可獨(dú)立靶向大腦區(qū)域的視場(chǎng)同時(shí)視頻幀率細(xì)胞級(jí)分辨率成像饥臂。作者展示了其在行為相關(guān)時(shí)間尺度上測(cè)量小鼠感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層鈣活性的能力逊躁。(1)使用兩個(gè)獨(dú)立掃描引擎實(shí)現(xiàn)跨大視場(chǎng)同時(shí)成像,兩個(gè)掃描引擎使用相似的物鏡和相似的光學(xué)組件隅熙,結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)實(shí)現(xiàn)雙區(qū)域成像的分辨率增 ...
子顯微成像稽煤,散射或渾濁介質(zhì)中的成像核芽,脈沖整形,光學(xué)加密酵熙,量子計(jì)算轧简,光通信,湍流模擬等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛绿店。很多的科研人員在使用空間光調(diào)制器時(shí)吉懊,往往會(huì)受到零級(jí)光的困擾,零級(jí)光對(duì)研究結(jié)果也產(chǎn)生了非常大的影響假勿。可以說(shuō)大家苦零級(jí)光久矣态鳖。本文對(duì)液晶空間光調(diào)制器零級(jí)光的產(chǎn)生原因及其消除方法進(jìn)行了闡述转培。Meadowlark Optics公司擁有40年純相位SLM研發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以提供模擬尋址的純相位空間光調(diào)制器(1920x1200 & 1024x1024分辨率)浆竭,產(chǎn)品工作波段可以覆蓋400-1700nm浸须,相位穩(wěn)定性可以達(dá)到0.1%,幀頻可以到1436Hz邦泄,損傷閾值可以達(dá)到200W/cm2以上删窒。關(guān)鍵詞:空間光調(diào)制 ...
生物)介質(zhì)的散射相對(duì)不敏感。如第 2.3 節(jié)所述顺囊,非線性對(duì)比機(jī)制將激發(fā)限制在聚焦焦斑的體積內(nèi)肌索。這可以實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)檢測(cè)——消除共焦針孔——非線性信號(hào)由非成像探測(cè)器(例如光電倍增管)收集和量化。由于已知信號(hào)源自于焦點(diǎn)特碳,因此所有收集的非線性光都可以歸因于樣本中的該點(diǎn)诚亚。為了形成一幅圖像,通過(guò)掃描聚焦于樣本中的焦點(diǎn)來(lái)量化每個(gè)體素的非線性信號(hào)強(qiáng)度午乓。一個(gè)簡(jiǎn)單并且直接的方法是站宗,在激光焦點(diǎn)保持靜止的情況下掃描樣本來(lái)形成圖像。但是樣品保持靜止益愈,掃描激光的方法通常更受歡迎梢灭,盡管它更難以實(shí)施,但是這種方案具有卓越的圖像采集速度和樣品穩(wěn)定性蒸其。激光掃描的方式要求在保持以物鏡后背孔徑為中心的情況下敏释,光束的入射角發(fā)生變化;這樣可 ...
向色鏡將后向散射回光纖的二次諧波生成信號(hào)反射進(jìn)入光電倍增管進(jìn)行成像枣接。實(shí)驗(yàn)證明:(1)小鼠尾腱上兩個(gè)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的線偏振二次諧波生成成像結(jié)果颂暇。(a)圖從上到下分別是所有偏振角的強(qiáng)度和,成像平面內(nèi)原纖維的方向箭袋圖(quiver plot但惶,以箭頭形式表示矢量線的二維矢量圖耳鸯。從箭袋圖中可以清楚地看到尾腱中膠原的強(qiáng)烈排列)參數(shù)圖和 參數(shù)圖(分別表示原纖維的組織成分和平面外傾斜)湿蛔。(b)為區(qū)域Ⅰ的調(diào)制深度圖和整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)的平均信號(hào)強(qiáng)度圖(c)和(d)是和在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的直方圖∠嘏溃刻度尺是5um阳啥。DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICA.430295關(guān)于昊量光電:上海昊量光電設(shè)備有限公 ...
長(zhǎng)在大的、低散射損失的晶錠中财喳,并具有寬的透明度窗口察迟。它們也是非吸濕性的,因此它們可以在光學(xué)平臺(tái)上無(wú)限期放置耳高,而無(wú)需密封外殼扎瓶。相位調(diào)制相位調(diào)制器是z簡(jiǎn)單的電光調(diào)制器。在這里泌枪,電場(chǎng)沿晶體的一個(gè)主軸施加概荷。沿任何其他主軸偏振的光會(huì)經(jīng)歷折射率變化,因此光程長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化碌燕,這與施加的電場(chǎng)成正比误证。因此,從晶體中射出的光場(chǎng)的相位取決于所施加的電場(chǎng)修壕。常見(jiàn)的體相位調(diào)制器是橫向調(diào)制器愈捅,如圖 1 所示,它由平行電極之間的電光晶體組成慈鸠。這些調(diào)制器在電極之間產(chǎn)生大電場(chǎng)蓝谨,同時(shí)提供長(zhǎng)的相互作用長(zhǎng)度,在其中積累相移林束。通過(guò)在電極之間施加電壓 V 獲得的光學(xué)相移 由下式給出其中是自由空間波長(zhǎng)像棘,d 是電極間距。 電光調(diào)制器常用的品 ...
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