因而其带来的散射比传统共聚焦显微镜中所使用的较短的可见波长更少。更长的波长同时也减少了来自散射光的背景照明，并增加了在更高深度处的对比度。目前，用TPEF显微镜可以获得1mm深度的体内大脑图像。在荧光显微镜中，当两个独立的光子被一种介质同时吸收时，就会发生双光子激发。这需要两个合适能量的光子在这样的介质上时间和空间上同时重合；通常来说这不需要非常大的激发光子通量，当然光子通量越大， 双光子同时被吸收的概率就越大。在TPEF显微镜中，更高的光子通量会带来更高的效率，从而带来图像质量和分辨率的提升。在TPEF显微镜中，双光子激发所需的大光子通量更多的是通过宽波段可调谐的钛宝石飞秒激光器实现的，激光 ...
散斑是一种由散射相干光产生的随机干涉图样，它会严重降低全息图的质量。此外，高强度的相干斑干涉可以损害人类的视觉系统。通过对不同随机相位图生成的全息图进行时域复用处理可以实现：通过叠加具有不相关散斑图的多个全息图来抑制散斑噪声。这种方法会降低显示的帧率，需要使用高速器件保证足够的显示帧率。所以数字微镜器件(DMD)以其高速工作的优点被应用于全息显示的SLM中。DMD是由能够表示二进制状态的微镜组成的，允许DMD被用作二进制振幅调制器并且可实现10 kHz以上的高帧率。减少散斑噪声的宽视角全息显示系统：受结构照明显微镜(SIM)的启发，本系统采用定向照明来扩展视角。使用光源和滤波器作为一个阵列，而 ...
生的背向瑞利散射，参考光可取自激光光源。常使用声光调制器（AOM）的衍射效应对信号光进行移频，移频造成的频率差，是交流电流发生的重要因素，所以需要集中，这也就限制着激光器频宽，所以COTDR通常使用单频窄线宽激光器。从单模光纤中不同位置产生的信号光的偏振态并不相同，所以需要扰乱参考光的偏振态，并经过多次测量以获得信号光与参考光在不同偏振态匹配条件下的平均相干检测结果。上面是COTDR具体结构图，激光器发出的激光经耦合器分成两束，一束经过声光调制器调制为探测光脉冲，再经耦合器注入被测光纤。返回的背向瑞利散射光信号与参考光混合，二者产生中频信号由平衡探测器接收。平衡探测器输出带中频信息的电流信号， ...
托克斯-拉曼散射光子。拉曼光谱的校准是通过使用汞氖 (Hg-Ne) 校准源实现的。我们间隔不同培养时间分别从患癌组织和正常组织选取个别点获取拉曼信号。图1正常组织（a）和患癌组织（b）随培养时间变化的拉曼光谱 如上图显示了大鼠正常 (图 1.a) 和患癌 (图 1.b) 组织的拉曼光谱变化。值得注意的是，患癌组织的拉曼光谱的变化比正常乳房的拉曼光谱的变化要显著得多。例如，721 - 828 cm-1 的峰值在患癌组织中比正常组织增加更多。在该区域，存在被报道为乳腺癌或乳腺癌相关峰的727cm-1（C-C拉伸）、780cm-1（核苷酸）、811cm-1（核苷酸）、817cm-1（C-C拉伸、主 ...
曼反斯托克斯散射）可用作对比机制，以提供生物样品的补充信息。在相干非线性显微镜中，信号和散射方向由激发场分布和样品微观结构之间的相互作用产生，因此，定量图像解释需要建模描述。当前不足：现有的基于角谱表示（ASR）计算聚焦点附近的激发场分布，基于格林函数（Green）将非线性响应从聚焦区域传播到探测器平面的模拟策略及已建立的大多数数值模型忽略了焦点附近样品光学异质性引起的场的失真的影响。解决方案：巴黎理工学院的Josephine Morizet和Nicolas Olivier等人将有限差分时域（FDTD）方法（FDTD已被用于模拟宽场、共聚焦、相衬等多种显微镜，还用于计算光通过骨骼或脑组织传播时 ...
（生物组织光散射的减少，正比于激发波长的四次方）。原理简介：（1）当同时到达样品上的两个或更多的光子的能量之和满足荧光基团从基态跃迁到激发态的能量要求时，多光子激发发生。荧光信号可以是进入生物样品的外源探针（Hpechst,AlexaFluor488等），也可以是内源分子（NAD(P)H或逆转录荧光蛋白）。（2）多光子成像对二次谐波（Second harmonic generation, SHG）生成敏感，即两个光子瞬间将它们的能量转移到一个波长减半的光子上。二次谐波生成不需要荧光基团，但要求分子结构是高度有序和特别对称的。最常见的满足二次谐波生成的生物结构是胶原。（3）多光子成像是一种非线性 ...
光减弱、光子散射减少和较长波长光子吸收水平低等原因。使用 NIR-II区窗口时成像性能的显著提升包括跨厘米级组织的光检测、毫米深度下的微米级分辨率和目标与背景的高对比度，所有这些都可以实时实现。因为缺乏合适的成像仪器和光学探针，NIR-II 成像尚未在临床环境中进行测试。虽然已经开发了多种 NIR-II区光学探针，包括纳米粒子、有机聚合物和小分子染料，但这些都没有在临床上进行过测试。近来，已发现常规NIR-I染料ICG和IRDye800CW在NIR-II窗口显示出尾部荧光，进一步证明临床使用的ICG适用于在小动物模型中具有高性能的NIR-II成像。这些发现为 NIR-II 成像的临床转化铺平了 ...
被证明在通过散射介质成像或在稀疏照明压缩感知成像时具有优势。通过采用各种编码机制，包括 Hadamard基, 傅里叶基和随机模式 ，SPI 得以拓展到全彩成像、多光谱成像 、时间分辨成像（time-resolved imaging）和三维成像等应用。（3）获得生物学样品的振幅和相位信息很重要。从光学成像的角度来看，同时具有振幅和相位信息的复值生物样本的成功建模在生物光子学中具有重要意义。例如，许多薄的生物组织在与光相互作用时表现出低散射和低吸收，导致在无染色情况下使用传统显微镜直接成像时对比度低。即使对于振幅图像可以提供足够对比度的较厚组织，其相应的相位图像也始终是一个很好的补充。由于衍射光的 ...
在典型的拉曼散射中，一束光被聚焦到样品中。散射信号随后由聚光镜收集入分光仪，不同波长的拉曼峰被分光仪内的光栅在空间上分隔开。在时域中这些峰通常被认为是同时到达光谱仪。这种方法中拉曼信号通常被荧光辐射污染。通过对发射信号进行时间门控，可以将拉曼信号从荧光背景中分离出来:如果短脉冲光激发分子，拉曼信号在脉冲的脉宽范围内发射，而荧光的寿命更长。根据这个想法可得到无荧光的拉曼光谱。但是仪器变得更复杂，且由于通过门控系统和光谱仪不可避免的损耗，信号的幅值显著降低。此外通过光学元件，特别是光谱仪光栅的传输通常是偏振相关的。新的拉曼信号的采集和分析方法解决了这两个障碍:相对较弱的信号水平和不消失的荧光背景。 ...
上并收集背向散射光。然后90/10分束器将90%的瑞利散射反射回激光器，同时传输所有拉曼位移信号。(与宽带50/50分束器相比，几乎提高4倍拉曼信号)。两个超窄带VHG陷波器，每个光密度为>4.0，然后在传输拉曼信号时进一步衰减收集到的瑞利散射光，估计系统传输效率为>80%。滤波后的信号聚焦在25μm芯径、0.1NA阶变折射率光纤上，连接到高分辨率、高通量的单级光谱仪成像光谱仪。它配备了1200线/毫米光栅和1340x400成像阵列，20 × 20 μm像素大小和98%的峰值量子效率，以确保最大的信号采集和1.25波数分辨率;适合5-200波数频率范围的分析。下图4为上述系统测得的 ...
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