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辨SHG成像多模光纤内窥镜技术背景:癌症和纤维化疾病会以组织结构发生变化的形式表现出来,目前对这些疾病的医学诊断主要基于活检和随后的非现场组织病理学手段。而使用微创技术,可以即时且原位地做出类似诊断,这极大的减小了做出诊断的时间并且避免了重复手术的可能。基于此,被称为光学切片的先进光学成像技术被开发出来用于微创成像。这种技术依靠各种各种的无标记光学成像模态(通常是将这些模态结合起来一起使用),如相干反斯托克斯拉曼光谱(anti-Stokes Raman spectroscopy, CARS)、双光子荧光、二次谐波生成(second-harmonic generation, SHG)成像等(参见 ...
在自由空间和多模光纤网络空间不能互相操作,因此难以完全满足网络容量和通信安全。为了增加信息传输容量,提高频谱效率,并建立一个可靠性高、安全性好的通信网络,OAM复用技术被广泛关注。图1.涡旋光以及能量分布图二、基于OAM的复用通信具有一下优点(1)安全性:归因于OAM的拓扑荷数和方位角之间的不确定关系。只有完全接收OAM光束,才能准确检测其OAM态,角度倾斜和部分接受都会导致发送模态的功率扩散到其它模态上,降低对发送OAM态的正确检测概率,因此基于OAM的复用通信可有效地防止窃听。(2)正交性:不同OAM模式的涡旋光束具有固有的正交性,为在不同涡旋光束上调制信息提供可能,且不同OAM信道上传输 ...
间也会延长。多模光纤相反提供更好的传输,但诱导模色散,峰值就会扩散并相互重叠。您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532,我们将竭诚为您服务。 ...
损耗更高。)多模光纤通常具有更高的数值孔径,例如0.3。光子晶体光纤可能有非常高的值。较高的 NA 会产生以下后果:- 对于给定的模式区域,具有更高 NA 的光纤具有更强的导向性,即它通常会支持更多的模式。-单模制导需要更小的芯径。相应的模式区域越小,出光纤的光束发散角度越大。光纤非线性相应增加。相反,大模式面积单模光纤必须具有低 NA。-低 NA 会增加随机折射率变化的影响。因此,具有非常低 NA 的光纤可能会表现出更高的传播损耗。-弯曲损耗减少;光纤可以弯曲更多才出现显著的弯曲损耗。-如果纤芯变得有点椭圆,例如由于制造中的不对称性,这会导致双折射。对于具有高 NA 的光纤,这种效果更强。- ...
内窥镜中通过多模光纤成像等),我们可以通过测量系统对所有可能的输入空间位置的响应来校正H。有的研究人员基于此思路,使用移除传统的光学元件或故意用随机元件替代传统光学元件的方法来成像。4.3b 协同协同是指设计人员利用他在光学和处理方面的知识,发挥其各自的优势来设计系统。比如说,后端检测处理在反转几何畸变上有优势,那么我们可以让光学模块承担最小的畸变控制,把大部分光学资源放在色差的校正上。协同设计的准则是,设计人员基于以最小的代价获得最佳的性能的原则选择光学上或者计算上解决某个问题。4.3c 集成集成设计考虑成像过程中光学模块和计算的相互影响。目的是通过计算来提高光学模块的成像性能,或在维持或提 ...
m以上。基于多模光纤的最细成像内窥镜,在其插入目标的远端不需要大型的光学元件。具有三维成像能力的多模光纤内窥镜尺寸可至约100um。然而,多模光纤展示出了复杂的光学传递函数(OTF),这归因于模式混合和模式色散。要实现成像,多模光纤内窥镜需要依赖传输特性的校准。这可以通过依序激发所有支持的光纤模式,然后使用数字全息或神经网络来记录光学传递函数来实现。可编程的光学元件,如空间光调制器(SLM)预先编码光纤近端的光场,以在光纤远端获得想要的光场分布。这可以在光纤远端面产生聚焦和其它更复杂的光场模式。OTF与光纤的弯曲、波长漂移、温度变化强相关,这意味着需要实时原位校准。但实际上校准很复杂,很难实现 ...
200um的多模光纤输出。SLED模组(EXALOS RGB-SLED engines)单模光纤输出,最大输出功率5mW,中心波长分别为635、510、450nm。实验结果:参考文献:Yifan PengSuyeon ChoiJonghyun KimGordon Wetzstein,"Speckle-free holography with partially coherent light sources and camera-in-theloop calibration",Sci. Adv., 7 (46), eabg5040.DOI:https://www.scienc ...
合限制在一根多模光纤的一个共享体积内的可扩展光学学习算子(scalable optical learning operator,SOLO)解决方案。并通过用于单变量线性回归、多变量线性回归、面部图像的年龄预测、音频语音分类和 X 射线图像任务的 COVID-19 诊断等实验,证明了基于多模光纤的模拟光学计算机具有高能效、通用性,并且获得的性能可与数字计算机相媲美。(1)将光学的三维连通性与光纤提供的长相互作用长度和横向限制相结合,这使得在相对较低的光功率下实现光学非线性成为可能。(2)在多模光纤中密集支持的大量空间模式既保持了光学的传统高并行度特性,又保持了紧凑的外形。(3)应用百万像素空间光 ...
有的几种使用多模光纤、多芯光纤或套管(cannula)的无透镜内窥镜设计,存在对弯曲敏感、视野受限或无颜色分辨能力等缺点。(2)现有无透镜相机有平坦的外形,但受图像传感器阵列和相关电子设备的尺寸限制,导致它们的横向尺寸很大。因此,这些方法最适合在应用于组织表面,不适合植入组织深层成像。文章创新点:基于此,美国约翰霍普金斯大学的Jaewook Shin(第一作者)和Mark A. Foster(通讯作者)等人提出将编码孔径成像与多芯光纤相结合,创建了一个头端(distal)无透镜的显微内窥镜系统,同时实现了小型化和宽视野。该显微内窥镜对弯曲不敏感,能够实现彩色成像。视场980um,使用6000根 ...
网络,如通过多模光纤成像或通过薄或厚散射介质成像。此外,复杂介质本身已经发现可以看作是神经网络的一种光学实现:连接权重是随机矩阵的系数,非线性是相机检测过程中强度的转换,可以在不成像的情况下直接执行分类任务。这种光传播的数学重构可以开辟非常有趣的光学计算研究途径,特别是在任何使用大规模随机矩阵乘法的计算问题中,包括储备池计算(reservoir computing)、相位复原和计算成像等。(3)基于深度计算光学和成像的推理。计算成像是一个专注于光学和图像处理协同设计的领域,例如增强计算相机的能力。尽管相机被用于执行许多不同的任务,但今天的相机旨在模仿人眼。它们捕获3D环境的二维(2D)投影,通 ...
)激光耦合进多模光纤用作相干照明光源(相干长度≥10m),激光强度调至符合ANSI安全标准。12条多模光纤以照明光纤为圆心,9mm为半径均匀分布在圆周上(反射的多散射光在组织的平均穿透深度约是光源和探测器间距离的1/2-2/3,组织仿体的模拟的组织厚度为5-8mm)接收散射光,并经过单透镜成像到SPAD阵列相机(32*32)上。(2)数据采集和处理。不同光纤的散斑图成像在SPAD的不同区域,对每一根光纤的散斑图的每一个像素记录其强度随时间的波动,如图3c。然后求每个像素的自相关,如图3b。最终将每根光纤散斑图像对应的所有像素的自相关求平均,得出这根光纤的自相关曲线,见图3e。(3)人工神经网络 ...
之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。图1.通信技术迭代二、光纤技术的发展特点(1)频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的光源调制特性、调制方式和光纤色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光 ...
的空芯光纤和多模光纤等光纤技术。光纤技术主要是应用于光纤通信中,光纤通信是一种通信方式,其信息载体是光,传输媒介是光纤。光纤通信技术之所以能够得到这么好的发展,主要是因为其本身所具有的优势。(1)光纤通信技术的保密性好,不会出现串音干扰现象。(2)光纤通信技术的通信容量大而且频带比较宽。(3)光纤通信技术对于电磁的抗干扰能力强。光纤通信技术的发展趋势主要体现在提高通信传输速度,努力向超高速系统的方向发展,最可行的就是运用光的复用技术;发展光联网,所谓的光联网就是超大容量的光网络;进一步地开发新时代的光纤,现在的城域网和干线网都已经被普遍使用,所以光纤通信技术为了满足两者的发展需求,开发出了新型 ...
硅基芯片耦合多模光纤的二维赝热光源及成像装置示意图其次,根据实际场景优化成像策略,也可以提升关联成像速度。通过设计照明方式,关联成像获取物体信息的方式比传统成像更加灵活。现有方法有使用凹式散斑照明、反馈式成像、自适应压缩关联成像等。这些方法都为运动物体关联成像提供了很好的借鉴。结合关联成像本身特点,将运动物体的速度、位置和稀疏性等先验信息用于图像重构,可以实现在物体运动过程中逐渐获取物体清晰的图像。此时将不再要求成像系统在物体准静止的时间内完成采样,从而可以大幅提升关联成像系统对快速运动物体追踪和成像的能力。例如,对于匀速运动物体,当图像重构算法中的补偿速度和物体运动速度越接近,成像质量越高。 ...
分。同时,在多模光纤中,光信号还可能由若干个模式叠加而成,也就是说上述每一个频率成份还可能由若干个模式分量来构成。光信号通过光纤传输引起光信号畸变、脉冲展宽。由于光信号能量是由不同频率和模式成分共同承载的,因而引起色散的原因与机理也是多方面的。色散的主要机理与类型包括:多模光纤的色散(模间色散);由于光纤材料固有的折射率对波长依赖性而产生的波导色散;以及单模光纤中不同偏振模式传输速度不同而引起的偏振色散。一、模间色散多模光纤中,即使对同一波长,不同传输模式仍具有不同的群速度,即长波速度不同,由此引起的脉冲展宽称为“模式色散”。在多模光纤中,模式色散引起的脉冲展宽是各种色散因素中影响最严重的一种 ...
发出基模;对多模光纤光纤则激发出多种模式,它们各有不同的传输速度,即群速度不同。因而在到达光纤终端时,各种成分(如不同波长、不同模式)间产生时间差,速度快的先到,速度慢的后到,结果导致脉冲展宽,引起复杂的光纤色散现象。可以认为群时延是以时间单位度量的实际脉冲宽度。结语:为了保证通信质量,对色散造成的脉冲展宽必须加以限制,即对光纤能传输的最高数码率加以限制。光信号通过光纤传输引起信号畸变、脉冲展宽。由于光信号能量是由不同频率和模式成分共同承载的,因而引起色散的原因与机理也是多方面的。您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。 ...
um的渐变多模光纤传向芯径为 Ø 50 um 的渐变多模光纤,将会有2 dB的损耗,即损失约36%的光功率。若从芯径Ø 62.5 um的渐变光纤传向芯径为Ø 9 um的单模光纤,将有约17 dB 损耗,即损失约98%的光功率。2.光纤几何特性与波导差异导致的连接损耗。比较重要的特性差异因素有两类,即纤芯直径差异与数值孔径差异。(1)纤芯直径差异对连接损耗的影响。若两段光纤纤芯直径不同,在光纤轴线精确对准的条件,则连接损耗可以近似地由发射与接受纤芯面积的相对差值决定。图1.光纤纤芯直径差异例如,对渐变折射率光纤,50 um标准光纤芯径的允许变化值为±3 um。对于最大偏差情况,光从芯径为53 ...
的单模光纤或多模光纤就能满足要求。有时,为了提高传感器的灵敏度,而增大光纤传输的光功率,可采用大芯径或大数值孔径光纤,甚至采用光纤传光束或者塑料光纤,以提高与光源的耦合效率。在相位调制型光纤传感器中,为了获得测试光信号与参考光信号间高的相干度,而采用保偏光纤,使测试光纤与参考光纤输出光信号的振动方向一致。而在偏振调制型光纤传感器中,要求光信号的偏振态能敏感外界被测量的变化,则必须使光纤的线双折射尽量低,如低双折射液芯光纤。在分布式光纤传感器中,为了测量不同点的参量,可采用掺杂(如某些稀土元素或过渡金属离子)光纤或光栅光纤等。图2.光纤传感器的内信号的变化情况结语:根据光纤传感的工作原理可知,光 ...
而成的阶跃式多模光纤。玻璃光纤的优点有以下几点:(1)玻璃光纤的数值孔径较大、接受角一般>70°,与光源的耦合效率高;(2)玻璃光纤低衰减损耗,在380~1300 nm 的光谱范围内具有较高的传输效率,其衰减一般微300~600 dB/km;(3)玻璃光纤的柔软性好,可自由弯曲,光纤强度>150 kg/mm2。在照明领域方面,可以将玻璃光纤制备成光纤束,我们称其为传光束,传光束是由光纤无规则随机排列而成,因此,这种光纤束只能传光不能传像。根据不同的应用场景,可以将光纤束两端的制备成各种形状,也可以将光纤支撑刚性的导光棒。二、玻璃光纤传光束传光束一般是由多根玻璃光纤排列组合而成,传光束的两端用光 ...
单模光纤还是多模光纤系统,常用的对准机构设计一般都采用直套筒式锥形(双锥形)套筒结构。如图2所示,两根带连接的光纤被固定在两个金属或陶瓷的内套筒中,内套筒中心打有直径为126 um(对单模光纤)或这127 um(对多模光纤)左右的精密孔,其孔径稍大于包层外径。两个内套筒共置于一个精密的圆柱形定位筒(即外套筒)内,以保证两根光纤同轴且两端面准确地接触。两个内套筒的轴向定位由两端的保持弹簧来保证。图2 圆柱套筒型连接器基本结构对接耦合式光纤连接器的几种典型结构1、SC型——咬合式单光纤连接器。这是由日本NTT公司开发的一种广泛采用的咬合式单光纤连接器,适合于多芯光缆安装。2、ST——扭转式单光纤连 ...
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