间光调制器在点扩散函数（PSF）工程中的应用一、引言2014年诺贝尔化学奖揭晓，美国及德国三位科学家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner获奖。获奖理由是“研制出超分辨率荧光显微镜”，从此人们对点扩散函数(PSF) 工程的认识有了显着提高。Moerner 展示了PSF 工程与Meadowlark Optics SLM 的使用案例，用于荧光发射器的超分辨率成像和3D 定位。PSF工程已被证明使显微镜能够使用多种成像模式对样本进行成像，同时以非机械方式在模式之间变化。这允许对具有弱折射率的结构进行成像，以及对相位结构进行定量测量。已证明的成像方式 ...
到的光强作为点扩散函数。只考虑点扩散函数为平移不变的情况，这样可以简化问题。图像源与点扩散函数卷积，在图像传感器每个像素上随波长和时间积分，加上传感器的读取噪声，zui终成像。图像重建可以看作为求解一个Tikhonov正则化zui小二乘问题。(2) 端到端优化框架。用随机梯度法优化有一个光学元件的计算相机。将成像模型的每一步描述为一个可微的模块。光学元件的光学高度分布h是一个优化变量，光学元件的尺寸、图像传感器像元尺寸、传输距离z和图像传感器读取噪声水平等，均为超参数。在一个RGB图像数据集上优化模型。损失函数为均方根误差。(3) 消色差拓展景深。在成像建模的时候，考虑多色和多深度的场景：将整 ...
光谱波长处的点扩散函数的空间平移不变卷积的光谱积分，这种卷积成像模型具有计算复杂度低的优点。然而，空间光谱调制受到DOE高度图(height map)的限制(即只有高度图是唯yi可变的自由参数)，导致重建过程的不适定性显著增加。文章创新点：基于此，哥伦比亚桑坦德工业大学的Henry Arguello(一作兼通讯)和美国斯坦福大学的Gordon Wetzstein等人利用DOE的紧凑性CCA丰富的光谱编码优势，提出了一种由DOE和CCA组成的平移变化彩色编码衍射(SCCD)光谱成像系统，并使用端到端方法联合设计具有可微分成像模型的DOE和CCA参数，以大限度地减少大量图像上真实图像和重建图像之间 ...
。但是其存在点扩散函数各向异性、分辨率衍射受限、散射样品中与深度相关的退化(degradation)和体积漂白等问题。文章创新点：基于此，美国国立卫生研究院的Yicong Wu(一作兼通讯)等人提出一种多视图(multiview)共聚焦显微镜，在空间上从亚微米到毫米，在时间上从毫秒到小时级地增强共聚焦显微镜的性能。轴向和横向分辨率提高两倍以上的同时，还降低了光毒性。主要举措有：(1)、开发紧凑型线扫描仪，能够在大面积上实现灵敏、快速、衍射极限的成像；(2)、将线扫描与多视图成像相结合，开发可提高分辨率各向同性并恢复因散射而丢失的信号的重建算法；(3)、采用结构光照明显微技术，在密集标记的厚样品 ...
，从此人们对点扩散函数 (PSF) 工程的认识有了显着提高。Moerner 展示了 PSF 工程与 Meadowlark Optics SLM 的使用案例，用于荧光发射器的超分辨率成像和 3D 定位。 PSF工程已被证明使显微镜能够使用多种成像模式对样本进行成像，同时以非机械方式在模式之间变化。这允许对具有弱折射率的结构进行成像，以及对相位结构进行定量测量。 已证明的成像方式包括：螺旋相位成像、暗场成像、相位对比成像、微分干涉对比成像和扩展景深成像。美国Meadowlark Optics 公司专注于模拟寻址纯相位空间光调制器的设 计、开发和制造，有40多年的历史，该公司空间光调制器产品广泛应用 ...
显微镜的有效点扩散函数(PSF)是光学照明点扩散函数和检测点扩散函数的乘积。如图1(b)-(e)所示，与外线照明相比，贝塞尔光束照明有效地降低了z方向PSF的延伸，表明贝塞尔照明可以提高轴向分辨率和背景消除。在贝塞尔束成像中，旁瓣可能是一个问题，但在该照明模式中，入口狭缝减少了旁瓣对成像的影响，因此是实现各向同性空间分辨率的关键因素。但是在贝塞尔照明时，较低的照度物镜NA导致了较低的x方向空间分辨率。在狭缝扫描拉曼显微镜中使用贝塞尔束照明来观察厚的生物样品，并证明了与传统外延线照明拉曼显微镜相比，在观察球体时，图像对比度和实际分辨率的提高。贝塞尔照明和狭缝共聚焦检测相结合的背景还原和各向同性空 ...
之间的温度的点扩散函数 (PSF) 没有影响。3.玻璃基板的折射率是多少？答：在 500 nm 波长下，玻璃基板的折射率为 n=1.52。4.使用油浸物镜工作时可能的Z高温度是多少？答：我们结合高 NA 物镜 (NA>1.4) 在油浸温度高达 100 °C 的条件下测试了VAHEAT。不建议超过此温度，因为物镜可能会损坏并且浸油会开始分解。五、智能基板1.如何清洁我的智能基板？答：您可以使用乙醇、异丙醇或丙酮等有机溶剂清洁智能基板。您也可以使用 pH 值中性的清洁剂（例如 Extran 或 Hellmanex）。智能基板可承受超声波清洗和氧等离子体处理。请避免使用强酸或强碱。基材与清洁剂 ...
噪比等参数对点扩散函数（PSF）的优化，更重要的是，SPINDLE可在无需扫描的情况下在单张图像中将传统成像系统的景深扩大10倍。在本文中，我们展示了如何将SPINDLE成像系统与传统荧光显微镜结合使用以在所有三个维度（x、y、z）上实现亚衍射极限成像。SPINDLE可与任何高质量的科学相机兼容，无论是EMCCD还是sCMOS都可以提供定位显微镜所需的高信噪比图像。使用SPINDLE和DH-PSF相位掩模版对细胞微管进行三维超分辨成像在本文中，我们证明了使用SPINDLE单通道模块可以实现高精度、大深度的超分辨率重建。如图1所示，使用Double Helix (DH-PSF) 的相位掩模版与S ...
信号是物体与点扩散函数的卷积非线性浓度依赖性线性浓度依赖性CARS的产生条件与SRS相同，但检测方法不同。在SRS中，可以检测到激励束的强度增益和强度损失，而在CARS，反斯托克斯频率下的新辐射ωaS = 2ωp−ωS 。CARS是由被称为四波混合的光学参量过程产生的，在这个过程中能量在光场之间交换。这与SRS相反，SRS是光场和样品之间的能量传递过程。这解释了为什么如果Δω不匹配样品的振动频率，因此不受非共振背景的影响，SRS不能发生，因为样品没有吸收量子振动能量的本征态。尽管与自发拉曼散射显微镜相比，CARS在成像速度上有很大的优势，但在生物医学研究中尚未被广泛接受。与其他显微镜技术相比， ...
度。对目标的点扩散函数沿狭缝方向逐像素反卷积，可以得到较强的分割效果。宽视场照明和成像检测窄带滤波器可用于拉曼成像。第①个成功的现代仪器采用了干涉滤波器，它可以倾斜以改变通带。随后，声光可调谐滤波器(AOTF)和液晶可调谐滤波器(LCTF)被引入到拉曼成像中，并提供了电子可调谐性。可调滤波器方法已被证明是测量隔离波段较有用的方法。如果只需要几个帧来定义波段，拉曼成像可以相当快。当有许多重叠波段或非线性背景时，许多图像必须以不同的拉曼位移拍摄，时间优势就消失了。需要注意的是，声光滤波器的透射率仅为50%左右，而液晶滤波器的透射率约为20 - 40%。相比之下，电介质滤光片通过80-90%的入射光 ...
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