检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第20期41卷 124-130页

作者：吴越前徐欣王吉祥张欣史国华复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

设计了一种基于线扫描成像(LSI)的光片荧光显微镜(LSFM),旨在通过抑制样本散射达到提高成像质量的目的。该显微镜将数字扫描光片荧光显微镜(DSLM)与LSI两种方法结合,以前者为基础,在探测光路上增加了一个用于解扫描的扫描振镜。在控制... 详细信息

设计了一种基于线扫描成像(LSI)的光片荧光显微镜(LSFM),旨在通过抑制样本散射达到提高成像质量的目的。该显微镜将数字扫描光片荧光显微镜(DSLM)与LSI两种方法结合,以前者为基础,在探测光路上增加了一个用于解扫描的扫描振镜。在控制过程中,将照明光路的扫描振镜与解扫描振镜同步,使得均匀运动的图像在相机前固定于同一位置,从而实现了LSI。在系统中,为了便于与传统方法对比,线阵探测器通过面阵相机模拟实现。另外,与常规的LSFM相比,改进后的系统,在高散射荧光微球样品和斑马鱼心脏样品的成像实验中,更有效地抑制了样本散射。因此,验证该方法具有可行性。

关键词：显微光片荧光显微镜样本散射线扫描成像斑马鱼

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长时程双光子成像技术

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中国光学 2018年第3期11卷 337-343页

作者：徐依雯张运海杨皓旻刘创唐玉国中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163 中国科学院大学北京100049

双光子成像(Two-Photon Imaging)技术以其优越特性被广泛用于活细胞动态三维成像,但光功率极高的短脉冲光对焦平面荧光分子严重的光漂白极大地影响了双光子长时间成像的图像质量,针对双光子荧光漂白问题,本文提出一种优化光照的双光子(O... 详细信息

双光子成像(Two-Photon Imaging)技术以其优越特性被广泛用于活细胞动态三维成像,但光功率极高的短脉冲光对焦平面荧光分子严重的光漂白极大地影响了双光子长时间成像的图像质量,针对双光子荧光漂白问题,本文提出一种优化光照的双光子(Optimized Lighting-Two Photon,OL-TP)成像技术。通过预扫描获取双光子图像分析高低阈值,以预设的高低阈值为标准优化一幅图像中不同区域的光照时长,利用扫描过程中记录的荧光信息和光照时间信息可以重建OL-TP图像,既保证信噪比又降低荧光漂白。重建的OL-TP图像与传统双光子图像基本一致,信噪比略有降低,但图像并未失真。对110 nm的荧光小球样本分别连续取30幅普通双光子和优化光照的双光子图像,到第30幅图时,重建后的优化光照双光子图像比普通双光子图像荧光漂白降低了28.86%。OL-TP通过优化光照时间大幅降低双光子成像的荧光漂白,使双光子荧光显微镜能够更好地对生物样本进行长时间观测。

关键词：双光子显微成像荧光显微成像荧光漂白

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大视场线扫描共聚焦全息显微成像

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光学精密工程 2021年第1期29卷 1-9页

作者：纵浩天张运海王发民缪新中国科学技术大学生物医学工程学院安徽合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医学光学重点实验室江苏苏州215163

传统显微成像一般记录样本的强度信息,对于半透明或相位组织成像对比度较差。为实现相位组织非荧光标记成像,采用线扫描共聚焦全息成像方法,在线扫描共聚焦成像的基础上增加一路参考光,在共聚焦狭缝处形成离轴像面数字全息,通过控制样... 详细信息

传统显微成像一般记录样本的强度信息,对于半透明或相位组织成像对比度较差。为实现相位组织非荧光标记成像,采用线扫描共聚焦全息成像方法,在线扫描共聚焦成像的基础上增加一路参考光,在共聚焦狭缝处形成离轴像面数字全息,通过控制样本的移动实现对样本的扫描,将获得的干涉线合成为二维全息图,通过频域滤波的方式获得振幅与相位分布,采用相邻剖面相似的特性校正环境振动引起的相位横纹,并且通过多区域扫描拼接实现大视场全息成像。对USAF1951分辨率板进行线扫描共聚焦全息成像,采用抖动校正算法,使本实验重建相位图中的抖动横纹降低了84.7%,获取3个子区域图,通过图像拼接达到1160μm×1043μm的成像视场,扫描更多的子区域可以获取更大的视场,并且对洋葱表皮细胞实现共聚焦相位成像。实验结果表明了该线扫描共聚焦全息成像方法可以实现对半透明样本的大视场相位成像,为相关仪器研制提供了指导与依据。

关键词：数字全息光学显微成像线扫描共聚焦扫描拼接大视场

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同轴扫描式实时光刺激系统

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光学学报 2019年第3期39卷 320-326页

作者：金幸杰高峰徐欣孔文严壮志史国华上海大学通信与信息工程学院上海200444 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

为了解决常规选择性激活方法无法与激光扫描共焦显微镜共用扫描光路,难以与成像光路同轴的问题,提出一种同轴扫描式实时光刺激系统,使用现场可编程门阵列控制声光调制器,以调制激光扫描共焦显微镜的成像光源,经成像光路扫描后,刺激输出... 详细信息

为了解决常规选择性激活方法无法与激光扫描共焦显微镜共用扫描光路,难以与成像光路同轴的问题,提出一种同轴扫描式实时光刺激系统,使用现场可编程门阵列控制声光调制器,以调制激光扫描共焦显微镜的成像光源,经成像光路扫描后,刺激输出和成像扫描实现同步;该系统采用Xilinx KC705开发板中现场可编程门阵列集成的外设部件互连标准硬核,采用外设部件互连标准接口将上位机的刺激图像传输到现场可编程门阵列。测试结果表明,所提系统可以满足传输要求,能有效调节光刺激区域。

关键词：显微光刺激现场可编程门阵列激光扫描共焦显微镜声光调制器光调制

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斑马鱼肌肉结构的定量偏振成像

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光学学报 2019年第8期39卷 133-139页

作者：朱雨杨光李思黾王林波金鑫梁永赵唯初李辉中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

偏振成像可用于表征各向异性肌肉组织,但是常规偏振成像方法只能给出定性的结构形态,无法对肌肉发育过程进行定量的比较。构建了一套定量偏振成像系统,采用两个互相垂直的偏振片同步旋转得到一系列图像,经过图像处理获取斑马鱼每个肌节... 详细信息

偏振成像可用于表征各向异性肌肉组织,但是常规偏振成像方法只能给出定性的结构形态,无法对肌肉发育过程进行定量的比较。构建了一套定量偏振成像系统,采用两个互相垂直的偏振片同步旋转得到一系列图像,经过图像处理获取斑马鱼每个肌节定量的相位延迟量。该定量偏振图像与光源亮度、曝光时间等无关,可以用来比较不同时间拍摄的斑马鱼肌肉形态和分布。研究发现野生型和肌肉受损型斑马鱼肌肉生长变化过程不同。

关键词：医用光学定量偏振成像相位延迟量斑马鱼肌肉生长

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大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计

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红外与激光工程 2018年第10期47卷 95-101页

作者：张龙陈建生高静檀慧明武晓东中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163 苏州国科医疗科技发展有限公司江苏苏州215163

为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分(Proportional-Integral,PI)温控电路结合恒流驱动,控... 详细信息

为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分(Proportional-Integral,PI)温控电路结合恒流驱动,控制半导体制冷器(Thermoelectric Cooler,TEC)的工作电流,实现激光器工作温度的精确控制。所设计的驱动电源可实现输出电流0~12.5 A连续可调,同时具有电流检测、过流保护、晶体管-晶体管逻辑(Transistor-Transistor Logic,TTL)信号调制等功能。所设计的温控系统的控制精度可达到±0.05℃,同时设定温度连续可调,温度可实时监测。实验结果表明该设计能够保证稳定的电流输出和温度控制,满足大功率激光器的使用要求。

关键词：半导体激光器恒流驱动电源温控系统

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基于共掺杂Dy-Tb∶YAG晶体的全固态黄光激光特性研究

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中国激光 2019年第11期46卷 53-58页

作者：李长磊姚文明陈建生田玉冰檀慧明刘文鹏张庆礼高静中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室安徽合肥230031

为提高激光上下能级的粒子反转速度,采用具有高声子能量的YAG晶体作为掺杂基质,通过多声子弛豫的方式加速6H13/2能级的粒子数消耗;同时引入与激光下能级能量相近的Tb^3+离子,实现Dy^3+∶6H13/2与Tb^3+∶7F4之间的共振能量转移,成功地减... 详细信息

为提高激光上下能级的粒子反转速度,采用具有高声子能量的YAG晶体作为掺杂基质,通过多声子弛豫的方式加速6H13/2能级的粒子数消耗;同时引入与激光下能级能量相近的Tb^3+离子,实现Dy^3+∶6H13/2与Tb^3+∶7F4之间的共振能量转移,成功地减小了6H13/2的能级寿命,首次获得了582.1 nm的黄光激光输出。通过对比Dy∶YAG与Dy-Tb∶YAG的荧光光谱,分析了Tb^3+离子掺入对激光上能级寿命的影响。

关键词：激光光学黄光激光半导体泵浦 Dy-Tb∶YAG 共振能量转移交叉弛豫

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结构光照明超分辨成像图像重建算法研究进展

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激光与光电子学进展 2022年第6期59卷 136-147页

作者：唐于珺王林波文刚李辉中国科学技术大学生物医学工程学院江苏苏州215163 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

结构光照明超分辨显微镜(SIM)已成为分子细胞生物领域进行活细胞动态过程实时观测的重要工具。SIM作为一种计算成像方法,其成像质量很大程度依赖于超分辨图像重建算法的优劣。近5年来,陆续报道了近10种针对不同条件下的SIM超分辨成像开... 详细信息

结构光照明超分辨显微镜(SIM)已成为分子细胞生物领域进行活细胞动态过程实时观测的重要工具。SIM作为一种计算成像方法,其成像质量很大程度依赖于超分辨图像重建算法的优劣。近5年来,陆续报道了近10种针对不同条件下的SIM超分辨成像开源算法,基于深度学习的SIM重建算法也层出不穷。理解各算法的原理及异同从而在实际成像实验中选择合适的成像算法,成为了SIM成像技术应用的重要环节。首先介绍了SIM成像的原理;然后分别从结构光参数估计、频谱优化的重建算法、基于深度学习的重建算法三方面介绍了SIM重建算法的最新进展,为SIM研究者及用户提供参考;最后总结了高质量SIM超分辨图像重建仍需解决的问题。

关键词：医用光学荧光显微镜结构光照明超分辨成像参数估计频谱优化深度学习

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单物镜光片三维荧光成像技术研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 233-246页

作者：张一凡李辉杨光中国科学技术大学生物医学工程学院江苏苏州215163 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

光片显微镜由于具有强大的光学层切能力、较快的成像速度和较低的光损伤,成为三维成像的重要工具。光片显微镜通常利用两个垂直放置的物镜分别进行照明和成像,这带来了对样品的空间限制并禁用了高数值孔径的成像物镜。以倾斜平面照明和... 详细信息

光片显微镜由于具有强大的光学层切能力、较快的成像速度和较低的光损伤,成为三维成像的重要工具。光片显微镜通常利用两个垂直放置的物镜分别进行照明和成像,这带来了对样品的空间限制并禁用了高数值孔径的成像物镜。以倾斜平面照明和微镜微器件反射技术为代表的单物镜光片显微技术突破上述限制,展示出在高分辨率和体积高速成像方面的优势,并且可与超分辨显微术等多种技术结合,在近年来取得了巨大发展。介绍单物镜光片显微成像技术的原理、关键性能的提升和其在生物医学的应用。

关键词：生物光学成像光片显微镜三维成像荧光显微镜

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MEMS振镜扫描共聚焦图像畸变机理分析及校正

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红外与激光工程 2021年第2期50卷 206-215页

作者：缪新李航锋张运海王发民施辛中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163 苏州大学附属第二医院江苏苏州215000

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中,针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变,开展了光束偏转理论分析,得出了投影面扫描图像的具体形状表征,理论畸变图像与真实畸变图像一致,明确了畸变机理,提出一种有效的畸变校正算法,实现对图像... 详细信息

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中,针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变,开展了光束偏转理论分析,得出了投影面扫描图像的具体形状表征,理论畸变图像与真实畸变图像一致,明确了畸变机理,提出一种有效的畸变校正算法,实现对图像二维畸变的校正。首先记录原始光栅畸变图像,然后基于Hessian矩阵提取光栅中心线,拾取特征点并设置基准参考线,通过基于最小二乘法的7次多项式插值法标定二维方向像素畸变校正量,采用加权平均法填补间隙像素灰度值,最终实现图像畸变校正。利用网格畸变测试靶实验得出7次多项式插值后的校正决定系数最高、均方根误差值最低,整幅512行图像在7次多项式插值后最优行数占379行,比例为74%,通过残差分析,二维方向上残差最大为4个像素,最小为0个像素,平均为1.15个像素,校正结果较为精确。皮肤在体实时成像实验显示,图像畸变校正后组织结构特征更加真实准确,表明这种校正算法有效可行,有助于皮肤疾病的准确诊断。

关键词：图像二维畸变机理分析 Hessian矩阵光栅多项式插值

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