光谱共焦显微成像技术与应用

光谱共焦显微成像(CCM)技术基于色差共焦原理,利用不同波长的焦点位置不同实现深度测量,并使用共聚焦设置滤除离焦光以及杂散光从而提高信噪比。首先,介绍CCM的基本原理以及不同扫描方案。然后,对CCM的发展历程进行梳理,并阐述CCM的国内外研究进展。针对光学设计、信号产生模型、光谱数据处理、减小串扰等关键问题,对相关的研究方案进行了总结。凭借无损检测、高分辨率、高信噪比、层析成像等诸多优势,CCM技术在生物医学、工业检测等领域得到广泛应用。

利用共焦显微成像系统实现磷光寿命时域测量

在光路中加入斩波器 ,将共焦显微成像系统中 Ar+ 激光器产生的连续光转换为脉冲光 ,实现对样品的脉冲激发。共焦成像系统以灰度值同时记录了激发光和样品发射磷光的强度变化信息 ,通过对磷光强度衰减的时间分辨分析 ,实现对磷光寿命的测量。利用此系统成功地实现了对置于不同环境中的磷光探针氧卟啉 (Oxy- Phor R2 )

基于斯托克斯参量测量的偏振共焦显微成像技术的研究

提出了一种基于斯托克斯(Stokes)参量测量的偏振共焦显微成像新方法。以斯托克斯参量、偏振度、相位差、方位角和椭率角等偏振参量作为成像物理量,通过系统集成方法将斯托克斯参量测量系统整合到共焦显微成像系统,通过共焦显微成像系统的显微物镜将激光聚焦到样品表面,而带有样品偏振信息的反射光进入斯托克斯参量测量系统进行偏振测量,把从斯托克斯参量测量系统中出射的4个斯托克斯光分别聚焦到4个点探测器进行光电探测,实现斯托克斯参量的共焦探测,同时获得同一物点的4个斯托克斯参量以及偏振度、相位差、方位角和椭率角等偏振参量。对样品进行二维扫描,获得不同物点的4个斯托克斯参量及其相关的偏振参量,利用计算机软件进行图像重建,从而获得样品的斯托克斯参量及其相关偏振参量的共焦显微图像。

激光共焦显微生物医学图像的等高地图分割法

我们提出了等高地图分割法用于激光共焦显微生物医学图像分割。这种方法是先用等高地图法把图像分割成子区域 ,然后按照灰度均匀度分割准则 ,从高到低或从低到高逐步合并子区域。子区域的合并过程直到没有子区域需要合并为止。此方法的优点是对于物体灰度和灰度均匀度范围大而且重叠的图像具有很好的分割效果。本文首先介绍等高地图法区域分割 ,其次介绍按照灰度均匀度分割准则的区域合并 ,然后介绍线性灰度均匀度分割准则的设计 。

基于共焦原理的反射式自聚焦光纤传感技术研究

基于共焦显微成象原理 ,提出了一种由自聚焦透镜和 X型光纤组成的高精度反射式自聚焦光纤传感器 .该传感器具有绝对位置跟踪的特殊能力 ,并有体积小、抗干扰性强、轴向分辨率高等特点 .由实验分析得 ,其轴向分辨率可达 3 0 nm.可用于表面微观形貌、外形尺寸。

低亚表面损伤石英光学基底的加工和检测技术

制备低亚表面损伤的超光滑光学基底,是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异,首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术,对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测,讨论了缺陷尺寸与散射信号强度、磨料粒径与损伤层深度间的对应关系;同时,采用化学腐蚀处理技术对抛光后样品的亚表面形貌进行了刻蚀研究,分析了化学反应生成物和亚表面缺陷对刻蚀速率的影响、不同深度下亚表面缺陷的分布特征,以及均方根粗糙度与刻蚀深度间的联系。根据各道加工工艺的不同采用了相应的亚表面检测技术,由此来确定下一道加工工序,合理的去除深度,最终获得了极低亚表面损伤的超光滑光学基底。

生物医学图像信息分析的相关研究

生物医学图像信息分析,是当今的前沿研究课题。文章介绍了在生物医学图像信息分析方面开展的相关研究及其方法,主要包括生物医学显微三维成像技术、心室压力-容积关系的超声图像分析与辅助诊断研究、基于光栅投影三维成像与三维重建的美容整容的设计技术。

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

TH742 2000010697一种新的生物医学用快速实时低相干显微成像原理=A new principle of high-speed optical coherence[刊,中]/高万荣,陶纯堪,卡松龄,聂守平,刘明(南京理工大学电光学院.江苏,南京(210094))//光子学报.—1998,27(7).—620-623讨论了了一种将共焦显微术与迈克耳逊干涉术相结合,并利用宽带低相干光源相干长度短的特点而形成的一种可对高密度非透明样品进行显微成像的方法,并将这种显微成像方法与共焦显微成像方法进行了比较,最后讨论了一种快速实时成像的原理,基于这种原理设计的仪器将为生物和医学工作者提供一种新的非侵入测量和诊断手段。图4参8(李士范)

微型反射式共焦光纤传感器研究

基于光学系统信息传输不变性原理 ,讨论了微型反射式共焦光纤传感器的高分辨率性质。该传感器的光纤末端头起到了共焦扫描光学显微镜的点光源和点探测器的功能 ,从而使视场减小 ,信噪比提高 ,抗干扰性增强。它独特的高轴向分辨率特性 ,可用于微观形貌、外形尺寸和曲面轮廓等方面的高精度检测 。

光致变色俘精酸酐体系的单光束双光子多层记录特性

针对光致变色吡咯取代俘精酸酐体系薄膜材料, 采用掺钛蓝宝石飞秒脉冲激光器以及三维共焦扫描系统, 进行了单光束双光子多层记录及其共焦扫描读出实验. 结果显示, 在fulgide/PMMA薄膜内部, 双光子多层记录的纵向宽度小于2 ?m, 记录点的横向尺寸小于1 ?m. 写入激光能量阈值达到0.2 μJ. 当激光功率小于5 mW时, 可对双光子多层记录进行多次读出. 对比结果显示, 荧光共焦扫描读出方法优于反射共焦扫描读出方法.

姜黄素纳米粒子抑制乳腺癌细胞MCF-7活性的光学检测

采用纳米材料两亲嵌段共聚物聚乙二醇-聚已内酯(MPEG-PCL)将姜黄素包裹形成一种新型姜黄素纳米粒子。然后基于光学显微成像技术,比较姜黄素和姜黄素纳米粒子抑制乳腺癌细胞MCF-7的活性.通过激光共焦显微成像观察和检测姜黄素在细胞中的荧光强度比较MCF-7细胞系对姜黄素和姜黄素纳米粒子的摄取效率.结果表明姜黄素纳米粒子抑制癌细胞活性效果比较明显(P<0.01),MCF-7细胞系对姜黄素纳米粒子的摄取量大约为未包裹姜黄素的4倍,研究结果有助于促进纳米药物的研发及其在癌症治疗中的应用.

CH_3NH_3PbI_3钙钛矿单晶中扩散相关的局域光致发光动力学(英文)

有机铅卤化物钙钛矿半导体材料由于其在构建高效、廉价太阳能电池和其他光电器件等方面展现出极大的应用价值,成为国际上尤为重要的研究热点材料之一.此类材料在太阳能电池和各种器件中的优越表现得益于其独特的光物理性质,如高吸光系数、长载流子寿命、高电荷迁移率和长迁移距离等.然而,了解钙钛矿材料中光生载流子寿命、迁移率和扩散距离之间的关系对于高效太阳能电池的制备非常关键.本文通过使用激光/荧光扫描共聚焦显微镜测量局域发光动力学和模拟单个CH_3NH_3PbI_3单晶中的载流子扩散过程,发现当钙钛矿材料在没有均匀激发情况下,快速的载流子扩散过程会加快局域光致发光动力学过程.结果表明,在钙钛矿单晶中根据光致发光动力学过程来解析载流子寿命时,必须排除载流子扩散的影响.