用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术

基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下,输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾,进而脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性,采用仿真结果中的最佳参数设置,成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267.4 mW以及脉冲宽度仅为39.5 fs的激光输出,与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比,本实验装置的结构更简单、造价更低、装置更紧凑、产生光束品质更佳。

基于偏振和明场多模态显微成像技术的乳腺癌智能诊断研究

近年来,乳腺癌已成为威胁女性健康的头号恶性肿瘤,对其实现快速精准的筛查和诊断变得尤为重要。针对现有临床病理学检查需要染色突显细胞形态并依赖医生主观经验判断的局限性,立足于明场显微成像和偏振显微成像构建多模态显微成像技术,获取正常与癌变乳腺组织未染色冰冻切片的形态结构及其异质性信息并对之进行分析和诊断研究。首先对正常与癌变组织切片进行多角度正交偏振成像、明场显微成像并分析图像差异性;然后实施像素级图像融合;接着利用卷积神经网络模型,对多模态融合图像进行深度学习的特征提取与分类,有效提升准确率(0.8727)和受试者特征曲线下面积(AUC,0.9400)等参数,进而实现精准的乳腺癌智能诊断。该技术有助于医生进行快速准确的临床诊断,为实施乳腺癌术中快检以辅助精准手术治疗提供有效的技术手段,具有突出的临床潜力和应用前景。