傅里叶光场显微成像技术—2D显微镜实现3D成像摘要：近年来，光场显微技术的应用越来越广泛，针对光场显微镜的改进和优化也不断出现。目前市场各大品牌的2D显微镜比比皆是，如何在其基础上实现三维成像一直是成像领域的热门话题，本次主要讨论3D成像数字成像相机的研究，即3D光场显微镜成像技术，随着国内外学者通过研究提出了各种光场显微镜的改进模型，将分辨率、放大倍数等重要参量进行了显著优化，大大扩展了光场显微技术的应用领域。同时，由于近年来微型化集成技术的发展，微型化光场显微技术也逐渐成为国内外学者研究的热点。1.傅里叶光场显微成像技术在国内外的发展2014年，Rober等人在核荧光显微镜的像平面上放置了 ...

高光谱显微成像在碳化硅材料的电致发光表征应用SiC内部中存在着各种各样的扩展缺陷，其中zui有害的三种是螺纹位错、内生堆垛故障和复合诱导的堆垛故障（RISFs）。尤其特别的是，RISFs难以控制，因为它们在设备运行过程中膨胀，导致双极器件（如PIN二极管）的导通电压持续增加。这种扩张是由RISFs附近自由载流子的重组引起的。了解它们运动的机制对于减轻它们至关重要。电致发光（EL）通常用于识别扩展缺陷：RISFs在2.89eV（430nm）处发射，而结晶故障区域的部分位错（PDs）在1.8电子eV（690nm）处发射。在4H-SiC中，部分错位在设备运行过程中也沿着碳芯部位会发出绿色荧光。即使通 ...

共聚焦内窥显微成像技术及其应用前言：再过去的几十年中，内窥镜已被用于以微创或无创的方式观察人体内空腔内部或人体内部器官表面，以进行诊断或治疗。然而，临床上常用的普通白光内窥镜和放大内窥镜的分辨率低、对比度差,需要通过病理活检来确诊。近年来,新应用于临床的窄谱技术通过光学或数字滤波的方式利用蓝光照射组织，以强化黏膜表面的细微结构和微血管形态,提高成像对比度,但仍未解决成像分辨率低的问题。因此,白光和窄带光内窥镜无法实现真正的光学活检,严重降低了诊断的准确性。共聚焦内窥镜由于分辨率可达亚微米量级并且具有光学切片的能力,可以呈现出与病理活检高度一致的细胞形态。共聚焦内窥显微成像技术在消化道、皮肤、眼 ...

基于SPAD单光子相机的LiDAR技术革新单光子光探测和测距（激光雷达）是在复杂环境中进行深度成像的关键技术。尽管zui近取得了进展，一个开放的挑战是能够隔离激光雷达信号从其他假源，包括背景光和干扰信号。本文介绍了一种基于量子纠缠光子对的LiDAR（光探测与测距）技术，该技术通过利用时空纠缠光子对及SAPD单光子相机的特性，显著提高了在复杂环境中的探测精度和抗干扰能力。该技术使用SPAD单光子相机作为探测端，并通过内置的时间相关单光子步进偏移计数技术来提高测量时间精度。光源使用了一个基于β-钡硼酸盐（BBO）晶体的非线性光学晶体来产生纠缠光子对。通过精确控制光子对的发射和接收，以及利用SPAD ...

扫描式荧光寿命成像技术简介一、扫描式荧光寿命成像技术的原理为了更详细地解释扫描式荧光寿命成像技术（FLIM），我们可以从其基本原理着手。FLIM是一种基于荧光寿命差异进行成像的技术，荧光寿命是指荧光分子在激发状态下保持的平均时间长度。这个时间由分子环境、化学组成以及与其他分子的相互作用等因素决定。在FLIM实验中，首先用激光激发样品，然后测量荧光分子返回基态前发射光子的时间。这个时间通常以皮秒到纳秒为单位，对于不同的荧光分子或同一种荧光分子在不同环境中，这个时间是变化的。通过分析这一时间的分布，可以得到荧光分子所处环境的信息。这些信息以颜色编码的形式在图像上显示，从而得到既包含空间分布又含有环 ...

荧光寿命成像技术在微塑料识别中的应用微塑料问题已成为全qiu关注的环境问题，其在多种生态系统中的累积导致了对野生生物及人类健康的潜在风险。荧光寿命成像（FLIM）技术作为一种先jin的识别手段，在微塑料研究领域显示出巨大的应用潜力。随着塑料使用量的持续增长，微塑料的环境污染问题日益严重。传统的微塑料检测方法往往耗时且效率不高。FLIM技术提供了一种高效的解决方案，能够通过分析微塑料的荧光寿命来快速识别和分类这些污染物。FLIM技术的核心在于使用荧光寿命作为区分不同物质的依据。荧光寿命是指材料被激光激发后，发出荧光持续的时间。在FLIM设备中，一个特定波长的激光被用来激发微塑料样本。样本吸收激光 ...

简介荧光寿命显微成像（FLIM）是生命科学的重要工具，在生物物理学和生物化学与医学应用十分广泛。与传统的荧光强度成像相比，荧光寿命成像的主要优点包括对荧光团浓度、光致漂白和深度不敏感。此外，荧光寿命对各种环境参数，如氧含量或pH的敏感性，使其成为功能成像的有效工具。且当背景荧光寿命与目标显著不同时，FLIM允许通过门控来抑制背景荧光。时域宽视场FLIM常用的图像传感器技术包括时间门控图像增强器与sCMOS或CCD相机相结合，或微通道板（MCP）和基于光电阴极的宽视场探测器结合。由于增强器的增益较大，时间门控图像增强器的动态范围较低，且成本昂贵。由于涉及的超高电压，MCP在zui大可实现的全局计 ...

荧光显微镜校准载玻片简介昊量光电新推出法国ARGOLIGHT公司生产的耐用型荧光显微镜校准载玻片，用于荧光显微镜的标定和光路对准。独创的显微镜标定技术和光路对准得益于将亚纳米级三维/二维图案嵌入到载玻片的技术，且图案不会别光漂白可以重复使用。这款强大的新工具可帮助载物台重新定位，测量探测器的功能，检验包括照明均匀性，系统的横向和轴向分辨率以及光谱形状，强度和寿命响应等等一系列参数。ARGOLIGHT荧光显微镜校准载玻片适用系统示例：每个Argo-POWER-HM载玻片包含多个荧光图案，荧光参数如下：产品规格：终身保修的荧光发光尺寸：75x25x6 mm，标准载玻片尺寸激发波长范围：连续波长25 ...

加了多色荧光显微成像的功能。这些特征提供了细胞内部运作的丰富信息，而这是先前的流式细胞仪无法观察到的。数据采集、图像重建、图像分析和分选的整个过程在几微秒内完成，使 ICS 能够以高达每秒 15,000 个细胞的速度进行工作。在本研究中，ICS结合了以下三种技术（i）使用射频标记发射的荧光成像（FIRE）系统，这是一种快速荧光成像技术（ii）传统的基于石英杯的液滴分选器（iii）新型低延迟信号处理和分析电子装置。为了在1.1m/s的高速流动的细胞中实现无模糊成像，ICS中FIRE技术至关重要，在核心液流中产生横跨60mm的104个激光光束阵列，而这正是声光偏转器（AOD）的优势所在。在图左侧的 ...

的？荧光寿命显微成像(fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM)是一种用于研究和测量生物分子的荧光寿命的技术，因其可以用于无标记成像，具有快速响应时间，可通过高分辨率成像技术（如共聚焦显微镜或双光子显微镜）结合使用等特点，近年来已经广泛应用于生物学、医学研究和生命科学等相关领域。那么，FLIM是如何实现如此强大的功能呢？FLIM的首要任务就在于测量荧光寿命(Fluorescence lifetime, FL)，待测物体被一束激光激发后，该物体吸收能量后，从基态跃迁到某一激发态上，再以辐射跃迁的形式发出荧光并回到基态。将激发光关闭后，分子的荧光 ...

透明的，椭偏显微成像技术适合于观测如此薄的膜层 。椭偏成像技术与CCD相机的结合，克服了机械扫描成像速度慢的问题，使得实时检测成为可能，推动了该技术与生物芯片技术的组合，能够用于研究各种生物分子特异性结合反应，并能实时观察分子间相互作用过程，从 而进行有关表面实时吸附的动力学行为的研究。椭偏成像系统能够通过检测抗原和抗体复合膜层，检测到各种抗体和抗原。除了与生物芯片技术组合，椭偏成像生物传感器（IEB）以高灵敏度和对被测生物分子的干扰和破坏zui小而得到广泛应用。靳刚教授课题组在成功研制成像椭偏仪后致力于将该技术与生物医学结合，极大推动IEB 技术的发展。如今，IEB 已被广泛应用于肿瘤早期诊 ...

椭偏成像技术（五）光谱椭偏成像的发展（第三部分）下图为使用日本东北大学的系统获得的硅衬底上的二氧化硅纳米薄膜的厚度分布。硅衬底上的二氧化硅薄膜厚度分布厚度刨面在1.10 mm×2.21 mm的面积上几乎是平坦的，在水平和垂直方向上的空间分辨率分别为 1.58μm 和4 62μm。该系统与光谱椭偏之间的平均厚度差小于3nm，尽管包含大量的数据点，测量结果与标准值的偏差小于2.5nm。通过与磁光调制、时间相移和双反射等技术的结合，光谱椭偏技术提高了测量速度和准确性。通过与Muller矩阵的结合，光谱椭偏技术不再受光学分辨率极限的限制，提高了测量的准确性，可以获得更丰富的信息。2019年华中科技大学 ...

势，还拥有了显微成像技术高分辨率的优点，光谱范围达到190~1000 nm。在2016 年，华中科技大学刘世元课题组完成了国内首台高精度宽光谱Muller矩阵椭偏仪设备，其椭偏成像结构如下图所示。双旋转补偿器型 Mueller矩阵成像椭偏仪示意图光源发出的光经过消色差透镜和单色仪会聚至光纤，通过光纤的光经过准直透镜变为一束平行光，该光束经过起偏器和旋转补偿器后入射样品，样品的反射光经过旋转补偿器、检偏器和成像透镜后进入CMOS相机。相机上各像素接收的光束对应的Stokes向量可以表示为式中：Mp、MA、、和MS分别为起偏器、检偏器、旋转补偿器和样品的Muller矩阵；和表示旋转补偿器1和2的相 ...

椭偏成像技术（三）- 光谱椭偏成像的发展之前光谱椭偏成像使用单色仪实现光谱测量，但单色仪光谱带宽较窄，阻挡大部分来自光源的能量，使入射光强度变弱，测量结果不理想。而新型技术利用宽带光源和白光干涉技术，在入射臂采用扫描干涉仪，通过扫描参考镜获得傅里叶光谱实现光谱测量，光源的光谱分布是中心波长为610nm和半峰全宽为170 nm。该技术极大地拓宽了光谱带宽，增大了光强，测量结果更加准确。椭偏仪大多采用透镜将宽带光束聚集在样品表面，然而透射式光学系统设计无法满足宽光谱的测量要求，在深紫外情况下会产生明显的色差问题。直到 2013 年，电子科技大学物理电子学院和中科院微电子所改变聚焦成像系统，研制了基 ...

椭偏成像技术（二）- 从单波长椭偏成像到光谱椭偏成像2001 年日本激光与电子实验室开发了一种彩色椭偏成像系统，利用白光源和一个三色滤光片产生三种波长的单色光，能够在纳米尺度上快速得到样品的厚度和折射率的分布情况，横向分辨率可 以达到10μm。该系统采用彩色CCD摄像机，将来自样品表面的反射光的每个偏振转换为强度分布，该强度分布是膜厚度和折射率的函数；并且将强度 分布显示为颜色分布，当样品的折射率均匀时，样品的厚度变化就可以快速表现为颜色的差异。该系统虽然利用不同滤光片产生三种波长的单色光，可以进行三波长测量，但是无法得到样品的宽光谱信息。2004 年，法国的 Boher 等设计出一种光谱椭偏 ...

，人们首次将显微成像扫描与椭偏测量技术相结合，这种方法是将入射光束聚焦到一个微小的点上，然后前后扫描样品，依次覆盖整个表面。由该方法研发出的显微成像扫描椭偏仪采用机械扫描，具有测量速度慢的问题，应用范围较小。直到 1988 年，新西兰维多利亚大学的 Beaglehole提出的椭偏成像技术摆脱了显微扫描成像的局限，使用CCD相机采集椭偏图像，将成像技术与椭偏技术相结合，研发出成像椭偏仪，该椭偏仪可以观测油滴在云母基地上的扩散过程，极大提高了测量效率。20 世纪 90 年代，基于椭偏测量技术的椭偏光学显微成像发展开来。1996年，中科院靳刚教授与瑞典林雪平大学的Jansson和Arwin以起偏器- ...

COMS-Magview-磁场相机背后的秘密-磁光传感器！磁性材料的可靠使用需要精确的磁场分布信息，例如在生产过程中、作为质量管理过程的一部分以及在研发领域中。磁光传感器是无损检测磁场分布的新方法。图1.此图代表不同阶段的磁光传感器：初始基板、涂有MO 和反射层（从左到右）现有磁场测量系统的原理基于磁场对传感器内电压和电流等电学参数产生不同物理效应。通过测量值和特定材料常数，可以分析磁场强度和通量密度。例如，在霍尔传感器中，导电材料（如半导体材料）的霍尔效应会产生一个输出电压——霍尔电压——其与磁通密度成正比。另一种广泛使用的类型是磁阻传感器，它利用了传感器材料阻力随磁场变化而变化的特性，并因 ...

光子/三光子显微成像、光镊、自适应光学、湍流模拟、光计算、光遗传学和散射介质成像等应用。 这些应用需要能够轻松快速地改变相干光束波前的调制器。 通过将液晶材料的电光性能特征与基于硅的数字电路相结合，Meadowlark Optics 现在提供了高分辨率的 SLM，这些 SLM 还具有物理紧凑性和高光学效率。图一：紧凑的HSP1K（1024×1024）系列和E19×12（1920×1200）系列SLMMeadowlark Optics 的硅基液晶 (LCoS) 空间光调制器 (SLM) 专为纯相位应用而设计，并结合了具有高刷新率的模拟数据寻址。 这种组合为用户提供最快的响应时间和高相位稳定性。这 ...

偏振光，通过显微成像系统，椭偏成像在 CCD 相机等图像传感器上；摄像机采集的模拟信号通过视频显示器显示，并进一步经图像采集卡进行A/D转换，转变成数字图像文件进入到计算机。通过计算机，对数字图像文件进行分析获得样品的信息。一束单色光投射在一各向同性且材质均匀的界面上，上半部分折射率为n1，下半部分折射率为n2，光会在界面处发生反射和折射，如下图所示。示意图 单色光在各向同性且材质均匀的界面上的反射和折射其中Eip、Erp和Etp分别为p光的入射、反射和折射电矢量，Eis、Ers和Ets分别为s光的入射、反射和折射电矢量，θ1和θ2为入射角和折射角。光波电矢量可以分解为振动方向平行于入射面的p ...

种技术。荧光显微成像中，可获取精细结构的信息，但荧光标记对实验体有破坏（光毒性、光漂白等）。无透镜数字全息显微技术不直接作用于实验体，有长时间无损检测的可行性，与荧光显微成像技术形成互补。以高老师、刘老师的研究工作为例，简介结构光照明显微技术的实例。如上图所示为基于数字微镜阵列的高分辨率定量相位和超分辨荧光双模式显微技术的实验光路。结构光照明显微部分，应用DMD作为反射式空间光调制器，DMD镜面加载具有特定相位信息的条纹图案。当激光经过DMD反射，获得具有特定结构的衍射光场。照射经过L2、L3和MO1后在样品上产生结构化的条纹图案。携带样品信息的无关经过望远系统（MO2-L5）到达CCD1；原 ...