SCMOS相机 光束分析仪 DMD 光纤束 合束激光器 共焦 拉曼光谱仪 锁相放大器 无掩膜光刻机 高光谱相机
吸收损耗:指光信号在光纤中传输时,由于材料本身或杂质的存在而导致的部分能量被吸收转化为热能的现象。吸收损耗与光信号的波长有关,一般在可见光和近红外波段较小,在远红外波段较大。图1光纤损耗曲线图散射损耗:指光信号在光纤中传输时,由于材料结构不均匀或缺陷的存在而导致的部分能量被散射出芯部或改变方向的现象。散射损耗与光信号的波长有关,一般随着波长的增加而减小。弯曲损耗:指光信号在光纤中传输时,由于光纤本身或外界力作用而导致的部分能量从芯部漏出或反射回芯部的现象。弯曲损耗与光信号的波长有关,一般随着波长的增加而增大。耦合损耗:指光信号在从一个介质转移到另一个介质时,由于两个介质之间存在折射率、形状、位 ...
弱则会影响到光信号能否被探测器所探测到。对于这一问题,使用激光作为干涉仪的光源则可以完美解决问题,长的相干长度可以测量很复杂的光学系统,较大的能量可以触发探测器。如果该系统采用CO2激光器,存在的主要问题就是在触发探测器之前如何消除多余能量。但是激光器也有它的缺点,长的相干长度会引起任意光束之间的干涉,而这些光往往是由于镀膜不合格的光学系统的反射的引起。基于此原因,有必要对针孔后面的所有光学元件镀一层增透膜,而针孔本身就是一个空间滤波器,应位于所有光学元件之前,并能滤除聚焦光学系统所有相干噪声。3.2激光斐索干涉仪优点::干涉仪中的所有光学系统会同时经过测试光和参考光,除非用单一表面作为分光镜 ...
中心发出的荧光信号获得的,系统提供三种不同的成像方式,可以单独使用或组合使用。首先,在没有外加磁场的情况下,可以使用NV自旋的光学检测磁共振(ODMR)来解析磁位的等磁场线。第二以定量地绘制整个视场中每个单独位的杂散磁场,并将结果与记录介质的理论模拟进行比较。zui后,可以利用基于NV自旋弛豫对比的全光成像方式,特别适用于强离轴磁场成像。图1所有三种成像方式均在同一宽视场磁成像显微镜上进行,见图1a。图1所示为金刚石基宽场磁成像的实验布置。(a)为仪器原理图,说明了绿色激光激发的倒置显微镜和用于对植入金刚石的NV中心二维阵列的荧光成像的超晶状体显微镜照相机。右边的爆炸组件显示了安装在装有微波( ...
除了焦面以外光信号的干扰,提高了分表率,实现了光学切片。目前,共聚焦显微成像技术是生物医学领域非常重要的分析工具,借助该技术,研究人员能够对细胞中的特定成分进行光学切片和三维(3D)重建。自20世纪60年代引入柔性胃肠(GI)内窥镜检查以来,内窥镜成像技术不断取得进步。在过去的几十年中,内窥镜已被用于以微创或无创的方式观察空腔内部或人体内部器官的表面,以进行诊断或手术。目前临床上常用的白光和窄带光内窥镜无法达到细胞水平的分辨率,因此无法实现真正的光学活检,严重降低了诊断的准确性。共聚焦显微成像技术的分辨率可以达到亚微米级别并且具有光学切片的能力,它可以呈现与病理活检高度一致的细胞形态。自200 ...
周期后导致磁光信号显著下降。因此,为了避免结构过渡到高温相,需要更多的热力学稳定的磁光材料。例如,通过将高磁光活性材料(如MnBi)与热力学稳定的化合物(如MnSb)结合,可以获得优越的磁光性能。因此,对MnBi1-xSbx,0≤x≤0.4,表明只有Mn含量超过50%的化合物才表现出良好的磁光性能,这强调了将这种特殊元素作为混合物的一部分的重要性。另一方面,为了获得垂直各向异性和大于0.5°的Kerr旋转角,必须保持Sb浓度较低,4-8%的底物依赖性。MnBi - MnSb体系融合了MnBi的垂直各向异性,因此具有相当高的Kerr效应,而MnSb的热力学稳定性幸运的是没有经历结构转变到高温相。 ...
长距离传输激光信号需要通信光束能够适应变化的大气环境,自主调整光束参数。激光束散角作为激光束的基本参数,对其调整控制在开发自适应通信系统中有重要意义。在透镜两倍焦距的点光源穿过透镜后,会在透镜后侧两倍焦距处生成一个像。点光源的波前是球面传播的,入射透镜时,波前曲率半径为-1/2f(f=焦距),当穿过透镜,波前曲率半径变为1/2f。可知透镜将波前改变,即透镜轴为圆心的圆圈位置处,光波的相位发生改变。随着液晶光学技术发展,液晶空间光调制器(LC-SLM)的性能也越来越强,在相位调制领域已经比较成熟。在LC-SLM上加载一定规律的相位灰度图片,激光经过LC-SLM反射,效果等同于一个有确定焦距的透镜 ...
电传感器可把光信号转换为电信号,是基于光伏(光电)效应,其基本机理如下所述。光子通过光电光感器后可转化为电子,并以电流形式输出,当光子被半导体材料吸收时,半导体材料的电子从价带激发到导带,然后由电路读出,作为输出信号。有三种过程可从材料中激发出电子:光伏效应,光电导效应,光电发射效应。能够发生光伏效应的半导体传感器,应该由P型区和N型区组成,并且两区相互拼接形成P-N结,如图1(a)所示。电子吸收光子后,激发到导带上,但在价带上留下空穴,形成了电子-空穴对。电子在材料内部想着P-N姐方向扩散/漂移,最后到达N型区,这样在N型区和P型区之间形成电势差,即形成了内建电场,如图1(b)所示。另一方面 ...
发射而产生荧光信号,接着继续照射使这些发光的荧光分子产生漂白, 在下一轮不能被激发光再次激活。之后交替使用405nm和561nm激光来进行激活,激发和漂白其他的荧光分子。往复循环,直至全部完成稀疏标记的细胞成像。图1展示了使用光激活定位显微技术PALM 定位单个荧光分子最后实现超光学衍射极限分辨率成像的示意图。PALM的成像方法只能观察基于细胞外源表达的蛋白质。图1.PALM超分辨率显微成像系统原理及示意图PALM超分辨系统系统部分组成及光路结构:(1)倒置荧光显微镜:可以用于激光扫描共焦显微成像或者单分子PALM显微成像。(2)半导体激光:405nm激光器作为激活光,561nm激光器作为激发 ...
为正弦波。荧光信号的相位和振幅随激发波的变化而变化。通过绘制在一定调制频率范围内的相位变化,可以看到荧光团的相位延迟和振幅调制如图1(d)。得到的荧光正弦信号可以在频域解调,以量化荧光强度指数衰减引起的延迟。图1FLIM最常见的实现是使用一种称为TCSPC的快速电子方法如图1(a)。在TCSPC中,一个快速秒表测量一个激发光子和发射光子。这个时间定义了每个发射光子的到达时间。用时间-幅值转换电路(TAC)对快时钟时间进行实验测量,该电路将光子到达时间转换为可记录的模拟电压。在传统的TCSPC中,在高光子计数率下,由于仪器的死区时间,大多数入射光子将无法被测量。这将导致堆积效应,即每个激发脉冲只 ...
并从该点收集光信号的时间)来维持足够的荧光信号,通常需要增加激光强度。然而信号采集的速率受到存在的发色团分子的数量和它们被激发的频率的限制。因此即使在完全没有光损伤的情况下,激发强度也不能不断增加以实现更快的扫描或更短的停留时间,因为无论激发功率如何,发色团或荧光团在单位时间内产生的激发-发射循环次数都不能超过一定数量。因此,信号不能通过增加功率来增强,因为它实际上已经饱和。克服这第二个限制的一个逻辑方法是并行化激励过程,并使用一种可以同时从样本的多个点激励和获取信号的方案。传统的宽视场照明正是这样做的。然而对于非线性光学方法,如双光子荧光显微镜,宽视场照明不是一个实用的选择,因为现有的超快脉 ...
寿命。当将发光信号分成两束,采用两个检测器同时探测,每个光子只能被其中一个检测器探测到。即在同一时刻仅有一个检测器可以探测到光子。反聚束效应会导致两个探测器的信号在很短的延迟时间内呈现反相关(HBT实验)。“光子反聚束测试功能和常见的利用机械位移平台的mapping方式相比,采用扫描振镜的mapping方式无需样品发生任何位移,通过光斑在视场内的nm级位移来实现样品的成像。这种方式可以方便的和磁场,低温,CVD等其他设备结合在一起,实现“绝对”的原位测试,避免位移平台本身重复精度累积带来的成像扭曲和定位偏差。而全新推出的光子反聚束测量模块,在原本拉曼光谱、荧光寿命、光电流成像的基础上新增光子反 ...
将采集到的激光信号传到计算机进行封装成伪彩图像进行处理,最后根据软件的算法,计算处光束宽度等激光参数,并根据伪彩图像建立光斑分布模型。激光光束参数:一、光束强度(光强)激光光束强度是指单位面积上光束的平均能量(功率),又称为光强。计算公式如下:电场强度,磁场强度。它们分别表示为:为波长,为角频率,为电场的振幅,为磁场的振幅。在各种光学效应中,主要是电场起主要作用,其又可表示为:n表示介质的折射率,表示真空磁导率,c表示光波传播速度。光强在光轴位置最大,越远离光轴,光强越小。通常情况下,光强是圆柱对称的高斯分布。表示为:表示光轴(r=0)处的光强,定义为光束半径,r为光束横截面内,距离光斑质心的 ...
需“信息”的光信号非常微弱,在测量时需要特别注意。光谱学是研究相互作用强度与波的波长、频率或势能的关系的许多方法中的任何一种。光谱学通常需要产生一个“探测信号”,该信号具有与每个波长或频率替补相对应的频率成分。然而,在拉曼光谱学中,被探测的材料内部产生了多个频率分量,这些频带就是所谓的“拉曼模”。近红外光谱当然是在E/M光谱的近红外区域进行的光谱分析。与光谱的其他区域相比,近红外有几个优点。首先,近红外区域的固态激光源表现理想,特别是通常表现出“时空”相干性,这些源可以“大量生产”。其次,由于近红外表征的势能区能量低于被研究材料的典型键能和电离能,近红外不会在大多数类型的材料中光化学地驱动化学 ...
,通过计算荧光信号的二阶相关矩阵,然后重复 ISM 过程的剩余部分(像素重新分配和傅立叶重新加权),产生分辨率提高 2.5 倍的更清晰的图像。我们注意到,这个数字低于理论预测的数字,可能是由于探测器的有限尺寸、样品振动和其他技术方面的原因。最后,还可以生成互相关阶数高于 2 的 SOFISM 图像;上图C展示了来自相同场景的 4 阶相关图像,产生横向分辨率的 4倍增 强。 在类似的实验条件下,尽管检测方案有些麻烦,SOFISM 已经被证明在轴向分辨率上提供了 2 倍的改进,虽然一些成熟的超分辨率技术已经被生命科学研究团体采用并取得了巨大成功,但是 SPAD 阵列技术的最新进展为可以针对特定需求 ...
将调制后的激光信号经过偏振分束棱镜(PBS)与四分之一波片(λ/4)进入光学腔,然后通过反射到达光电探测器,偏振分束棱镜(PBS)与四分之一波片(λ/4)的作用就是让腔反射光进入探测器。然后对反射光信号进行相位解调,得到反射光中的频率失谐信息,产生误差信号,然后通过低通滤波器和PID(比例积分电路)处理后,反馈到激光器的压电陶瓷或者声光调制器等其他响应器件,进行频率补偿,最终实现将普通激光锁定在超稳光学腔上。关于PDH技术的理论细节可以在一些综述论文和学位论文中找到。为了实现PDH锁定,需要一些专用的和定制的电子仪器,包括信号发生器,混频器和低通滤波器。Moku的激光锁盒集成了全部的PDH电子 ...
。由于大气对光信号的吸收和散射,而对空间中传输的光束产生衰减,大气湍流效应引起激光光斑漂移、闪烁以及扩展,造成较大的误码率甚至通信中断。传统的通信方式并不能满足复用通信的需求。人们需要一种新技术以提高信道容量和频谱利用率。在现有的复用技术中,频率、时间、码型、空间等资源的利用都已被发挥到了极致,受波在自由空间和光纤中的信息调制格式的限制,信息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: ...
学辐射信号(光信号)。光信号通过反射镜上的孔径光阑(洞)到达衍射光栅(参见图2)。光栅把光按波长展开,就像棱镜把白色的光转换成彩虹一样。一个宽带光,例如太阳光是由很多不同波长的光组成的。当衍射光栅暴露在这种类型的光下,它将从多角度反射光线产生了一个分散的光谱就像一道彩虹。类似地,如果光栅接触了一种单一光源,比如一束激光,那么只有激光的特定波长的光会被反射。图1 PR-788光谱测量范围对于PR-655、PR-670和PR-788测量波长范围是380纳米(nm)(紫色)到780nm(深红色)-即电磁波的可见光谱段 (参见图1)。衍射光谱到达CCD探测器;PR-655探测器是128位的线性探测器, ...
电光调制器的实际用途和应用(三)宽带调制器调制器设计用于在从直流到大约 100 MHz 的宽带宽内调制线性偏振光的幅度或相位,驱动电压相对较低。在这个频率范围内这些器件的电输入阻抗主要由电光晶体的电容决定。该电容范围从 4104 型调幅器的 10 pF 到 4002 和 4004 型相位调制器的 30 pF。信号发生器和频率合成器通常具有 50Ω 的输出阻抗,并且未针对驱动容性负载进行优化。然而,由于 30 pF 是一个相当小的电容,因此大多数信号发生器在低频 (<10 MHz) 和小信号电平下都是足够的驱动器。为驱动容性负载而优化的高压放大器也可用于有效驱动调制器。在高频下,传输调制信 ...
相同频率的荧光信号,但由于荧光寿命的影响,荧光信号的振幅和相位相比激发光均发生了变化,因此通过计算荧光信号相对激发光的振幅调制度变化和相位延迟可计算得到荧光寿命。时域法则需要采用高重复频率的飞秒脉冲激光激发样品,利用前面提到的门控技术、扫描相机或 TCSPC 技术等直接或间接记录脉冲过后的荧光衰减过程,得到的是荧光强度(或光子数)随时间的变化关系,因此一般可通过曲线拟合得到荧光寿命。PA法最先被用于处理频域FLIM技术得到的荧光寿命数据,其相量由频域FLIM测量得到的解调系数和相位延迟来构建,是原始数据的直接表达。PA法同样适用于时域FLIM数据的分析,但需要先将时域的荧光衰减变换到频域。由 ...
拉曼信号和荧光信号在取样后不久(见上图)以及在光纤中传播足够长的距离(见下图)后的频率-时间分布。在上图中所描述的情况下,当信号刚从样本发出时,拉曼峰在频域可以分离,而在时域则是混合的。在足够长的光纤中传播后,由于色散规律,不同频率的峰值在时间上被分离。相反,与瞬时和瞬态拉曼信号不同,荧光发射具有更长的寿命。通过对光纤输出信号的投影,我们可以分离不同的拉曼峰,也可以对荧光进行拉曼信号的区分。图2中在最后还可通过档位式反射镜将信号引入到光谱仪中。因此,与传统的拉曼光谱表达式(较短波长先出现)不同,PMT检测到的信号是相反的:较长波长的峰先出现,而剩余激发峰最后出现。图2实验设置如图2所示。使用带 ...
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