空间光干涉显微镜(SLIM)技术背景:相衬显微镜可以无需染色观察相位物体。大多数的活细胞是透明的(即相位物体),光的吸收和散射都很弱,由细胞厚度或折射率变化来改变入射光波的位相分布。而人眼只能感受光强的变化,不能辨别位相变化。 解决这一困难需要将位相变化转化为强度的变化。生物学家采用对透明细胞的染色技术达到这一目的。但是,染色会对细胞的健康、结构等带来一系列影响,使得我们不能在显微镜下如实的观察细胞的生命过程。Zernike发明的相衬显微镜通过改变直接透射光和相位物体微弱的散射光之间的位相关系,将空间的位相变化转换成人眼可观测的强度变化,使得透明相位物体无需染色即可清晰的观察其内部细节。然而 ...
多光子显微镜设计实用指南(8)3.2e 振荡器的输出特性图11 所示为两种输出耦合率分别为T=4%和 T=10% 时,以KGW 振荡器为例的输出功率曲线。最终激光器的配置选用10%的输出耦合率,因为其有略好的斜率和锁模稳定性。 如图12所示的激光光谱的脉冲的中心位于1039nm,带宽约为4.9 nm。在这一带宽下,理论上的transform-limited(傅里叶限制,即对于给定的脉冲光谱,脉宽的下限)脉宽,假设是一个sech2时域形状,为235fs。实际的脉宽,通过二阶强度自相关测量,得到为238fs。总而言之,我们的示例KGW振荡器产生了一个56 MHz的脉冲序列,最 ...
上图a是光学显微镜下材料的实际图片.图b黄,红,蓝三条光谱分别对应图a中ReS2,ReS2&WS2界面,WS2处.Eg,Ag拉曼特征峰分别代表平面内振动模式和平面外振动模式.随着层数的增加,Eg逐渐向低波数方向移动,Ag逐渐向高波数方向移动,通过两个振动的位移差可以判定它的层数.上图b显示了在异质结晶粒中两个相邻区域和一维界面处获得的拉曼光谱.从ReS2处收集的拉曼光谱在150 cm-1(Eg),308 cm-1(Eg)和213 cm-1(Ag)处出现特征峰,这与单层ReS2一致.另外分别位于355 cm-1(E12g)和418 cm-1(A1g)处的两个拉曼峰,对应于单层WS2.在R ...
细胞分辨率的显微镜以视频帧率来记录动态的生物活动。这需要具有高空间带宽积(分辨率X视场)的光学系统和具有高数据吞吐量(像素数X帧率)的采集系统。最近发明的Mesolens显微镜,已经展示出大视场下高分辨率成像能力。在共聚焦扫描模式下,Mesolens 可以从毫米级样本中收集大量信息,并已用于对整个固定的 12.5 天大的完整小鼠胚胎进行成像。光学系统与尺度相关(scale-dependent)的几何像差从根本上限制了显微镜的 空间带宽积,使得可实现的分辨率和视场是一对矛盾量。当前有两种方法可以绕过这个难题:(1)图像拼接,大尺度的样本通过逐个小区域扫描完成整体采集;(2) 傅里叶叠层成像,使用 ...
态空间光干涉显微镜(spatial light interference microscopy, SLIM)和落射荧光对载玻片进行成像,覆盖相同的视野(见图1b)。对所得图像进行处理以提取与单个病毒颗粒相关的图像对(见图1c)。使用这些数据训练U-Net卷积神经网络,荧光图像作为ground-truth。U-Net输出语义分割图,即对各种病毒类型进行分类和标记的图像(见图1d)。(2)图像采集。在相衬显微镜(Nikon Eclipse Ti倒置显微镜)上集成SLIM模块(CellVista,Phi Optics,Inc.)采集荧光(ground truth)和SLIM(SLIM本质上是严格控制 ...
MS2 的显微镜和 SEM 图像实验结果:实现全空间投影三个不同的全息图像的DMD参考文献:Song Gao,Changyi Zhou,Wenwei Liu,Wenjing Yue,Shuqi Chen,Sang-Shin Lee,Duk-Yong Choi,Yang Li ,"Dielectric Polarization-Filtering Metasurface Doublet for Trifunctional Control of Full-Space Visible Light," Laser&Photonics Reviews(2022)DOI:ht ...
家居、遥感、显微镜、安防监控、国防和物联网等,计算成像系统需要记录和处理前所未有的大量数据。这些数据不是给人类看的,而是由人工智能 (AI) 算法来解释。在这些应用中,深度神经网络(DNN)以其无与伦比的性能迅速成为视觉数据处理的标准算法。这主要得益于现代GPU的强大并行计算能力以及海量的数据集使得DNN能够使用监督学习的策略有效训练。然而,运行越来越复杂的神经网络的高端GPU以及其它的加速器,对功率和带宽的需求是惊人的,且需要大量的计算时间和庞大的体积。这些限制使得DNN难以应用在边缘设备(edge devices)上,如相机、自动驾驶汽车、机器人或物联网的外围设备等。很难想象把一个这样的计 ...
受激发射损耗显微镜可以实现具有超高时空精度的三维成像。对于单分子检测和定位技术,如随机光学重建显微镜或光激活(photo-actived)定位显微镜,可光开关探针(photo-switchable probes)的位置定义为衍射极限点的中心位置。多次重复成像过程,每一次对不同的随机激活荧光团成像,可以实现纳米级的重建分辨率。然而,对样品透明性的要求,使得这些超分辨显微镜技术不可能用于被强散射介质(如生物组织、磨砂玻璃、粗糙墙角等)掩埋的物体。这些介质对光的吸收不强烈,但是扰乱了光路,产生像噪声一样的散斑图样,甚至使得样品低分辨率的可视化都很难实现。许多方法已被证明可以克服散射效应并通过散射介质 ...
物样品的光学显微镜成像可以大体分为无标记和有标记这两类。两者都致力于产生一种对比度机制,以实现所用波长照明下透明样品结构的可视化。基于标记的成像依赖于染色剂和各种造影剂在某些感兴趣的结构处产生荧光。无标记成像是非侵入性的,以特异性为代价简化了样品制备,并避免了造影剂的任何可能的毒副作用。定量相位成像是无标记成像的一种,它依赖样品和周围介质的相位差(表现为折射率差)对透明结构成像。数字全息就是这样一种常用的无标记手段,样品的数字全息图可以在焦平面外采集,然后在后处理中通过数值求解模拟波前传播过程的衍射积分进行数字聚焦。数字全息已在生物学、诊断学和医学、微流控和片上实验室成像(lab on a c ...
在多光子光学显微镜和多光子光学光刻中至关重要,这两种应用都已商业化多年。多光子光学光刻已成为制造从纳米级到微米级的三维(3D)结构的成熟方法。在3D光学光刻(也称为直接激光写入或 3D 激光纳米打印)中,双光子吸收导致光引发剂跃迁率的缩放,因此曝光剂量与光强度的平方成正比。至关重要的是,这种二次非线性抑制了衍射极限激光焦点不可避免的横向和轴向拖尾,从而保证了沿所有三个空间方向的激发和后续化学反应的关键浓度。重要的是,没有额外非线性的单光子吸收不能从根本上提供这种浓度来制造任意3D 结构。为了获得有效的双光子吸收,通常使用锁模皮秒或飞秒激光源。尽管双光子光刻是一项成熟的技术,但在3D激光纳米打印 ...
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