大视场内窥光学相干层析成像探头的光学设计与应用

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作者 于昊炀 胡津源 +4 位作者 顾敬业 吴苏健 樊金宇 何益 史国华 《光电工程》 北大核心 2025年第6期2-11,共10页

针对现有内窥光学相干层析成像(OCT)探头在视场、分辨率及尺寸等方面的局限性,提出一种新型大视场前向扫描内窥探头的设计方案。该探头采用由6片外径为1.4 mm的球面透镜组成的光学系统,结合压电陶瓷驱动光纤扫描技术,在1000~1100 nm波... 针对现有内窥光学相干层析成像(OCT)探头在视场、分辨率及尺寸等方面的局限性,提出一种新型大视场前向扫描内窥探头的设计方案。该探头采用由6片外径为1.4 mm的球面透镜组成的光学系统,结合压电陶瓷驱动光纤扫描技术,在1000~1100 nm波段下实现6.0 mm扫描视场、24μm横向分辨率、20μm轴向分辨率,机械外径仅为1.6 mm。搭建配套扫频光学相干层析系统,离体猪眼成像实验结果表明,该探头可清晰分辨虹膜、巩膜及视网膜结构,并能观测视网膜脱落现象。与渐变折射率透镜探头相比,其视场更大且伪影更少。研究证明该探头兼顾微型化、高分辨率和大视场优势,为眼科微创手术导航提供新方案。未来可通过进一步缩小外径、集成二维扫描功能提升临床应用潜力。 展开更多

关键词 光学相干层析成像 前向扫描 大视场 内窥成像

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线聚焦谱域光学相干层析成像的分段色散补偿像质优化方法 被引量：7

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作者 杨建文 黄江杰 +1 位作者 何益 史国华 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-11,共11页

本研究中搭建了一套用于生物样品成像的线聚焦谱域光学相干层析(LF-SD-OCT)系统,针对系统误差引起的轴向展宽和灵敏度衰减问题,提出了一种分段色散补偿的方法,对成像深度内的二阶和三阶色散相位进行了补偿,并通过平面镜和透明胶带样品... 本研究中搭建了一套用于生物样品成像的线聚焦谱域光学相干层析(LF-SD-OCT)系统,针对系统误差引起的轴向展宽和灵敏度衰减问题,提出了一种分段色散补偿的方法,对成像深度内的二阶和三阶色散相位进行了补偿,并通过平面镜和透明胶带样品成像实验来验证该方法的有效性和可靠性。通过本文提出的分段色散补偿方法和其他成熟方法的联合应用,系统在获得57.2 kHz的等效A-scan速率的同时,轴向分辨率提升至6.76μm,对胶带样品2 mm深度范围内及水果样品0.3 mm深度范围内进行了较清晰成像。实验结果表明,该方法可以在兼顾处理效率的同时提高全深度轴向分辨率和灵敏度,未来有望广泛实现线聚焦谱域光学相干层析的生物医学成像应用。 展开更多

关键词 线聚焦谱域OCT 色散补偿 成像质量 生物样品成像

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复杂视网膜显微手术中器械检测方法

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作者 何昱昊 陈一巍 +2 位作者 樊金宇 何益 史国华 《光电工程》 北大核心 2025年第2期68-81,共14页

针对视网膜显微手术中的复杂干扰情况,本文利用深度学习的方法提出一种手术器械检测算法。首先,构建并手动标注了RET1数据集,并以YOLO框架为基础,针对部分图像退化,提出利用SGConv和RGSCSP特征提取模块增强模型对图像细节特征的提取能... 针对视网膜显微手术中的复杂干扰情况,本文利用深度学习的方法提出一种手术器械检测算法。首先,构建并手动标注了RET1数据集,并以YOLO框架为基础,针对部分图像退化,提出利用SGConv和RGSCSP特征提取模块增强模型对图像细节特征的提取能力。针对IoU损失函数收敛速度慢以及边界框回归不准确的问题,提出DeltaIoU边界框损失函数。最后,运用动态头部和解耦头部的集成对特征融合的目标进行检测。实验结果表明,提出的方法在RET1数据集上mAP50-95达到72.4%,相较原有算法提升了3.8%,并能在复杂手术场景中对器械有效检测,为后续手术显微镜自动跟踪以及智能化手术导航提供有效帮助。 展开更多

关键词 视网膜显微手术 目标检测 YOLO 手术显微镜 损失函数

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高转换效率单谐振连续波近红外光学参量振荡器

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作者 姚文明 邓力华 +5 位作者 田玉冰 常奥磊 王鹏 陈建生 檀慧明 高静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期138-144,共7页

提出了一种高功率及高转换效率的可调谐连续波近红外外腔单谐振光学参量振荡器。为了获得短波段近红外可调谐激光光源,基于准相位匹配晶体的光学参量振荡技术是其中一项有效的技术手段。光学参量振荡器采用连续波532 nm激光器作为泵浦源... 提出了一种高功率及高转换效率的可调谐连续波近红外外腔单谐振光学参量振荡器。为了获得短波段近红外可调谐激光光源,基于准相位匹配晶体的光学参量振荡技术是其中一项有效的技术手段。光学参量振荡器采用连续波532 nm激光器作为泵浦源,掺杂氧化镁的周期性极化化学计量比钽酸锂(MgO:sPPLT)晶体作为准相位匹配晶体,通过在周期调谐的基础上再结合温度调谐的组合调谐方式,在8.3~8.6μm的4个极化周期内实现了信号光807~879nm和闲频光1352~1567nm近红外宽波段的无跳模可调谐激光输出。通过闲频光单谐振设计,当泵浦功率5.4 W时,在8.6μm周期处,获得了3.1 W的821 nm的近红外信号光输出,实现了57.4%的信号光光-光转换效率。当泵浦功率达到13.6 W时,在8.6μm周期处,获得了6.8 W的高功率输出。 展开更多

关键词 光学参量振荡器 MgO:sPPLT晶体 近红外激光 连续波

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用于眼底视网膜图像的去雾状杂散光算法

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作者 盖俊帅 马玉婷 +4 位作者 张运海 杨皓旻 刘玉龙 肖昀 魏通达 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1070-1078,共9页

针对眼底视网膜图像存在雾状杂散光导致血管细节不清晰的问题,本文提出了一种基于暗通道理论并结合Gamma变换的眼底视网膜图像去雾算法,在不丢失血管细节信息的同时提高了图像的清晰度。该算法通过分别处理R、G、B通道来对图像去雾。首... 针对眼底视网膜图像存在雾状杂散光导致血管细节不清晰的问题,本文提出了一种基于暗通道理论并结合Gamma变换的眼底视网膜图像去雾算法,在不丢失血管细节信息的同时提高了图像的清晰度。该算法通过分别处理R、G、B通道来对图像去雾。首先,通过自适应窗口最小值滤波算法计算暗通道图像,按照亮度取前最大0.1%像素的平均值作为大气光照强度值;然后,求解图像的粗略透射率,并此基础上使用改进后的导向滤波算法对透射率进行优化;最后,通过大气散射模型和Gamma变换复原出无雾图像。实验结果表明,不同视场复原图像的信息熵、平均梯度分别平均提高18%、24%。本算法能够快速有效地去除眼底视网膜图像中存在的雾状杂散光,复原后的图像清晰自然,保留了视网膜血管细节信息。 展开更多

关键词 图像去雾 视网膜图像 暗通道先验 大气散射模型 Gamma变换

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用于眼底成像的双光楔裂像电控调焦系统

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作者 盖俊帅 马玉婷 +2 位作者 张运海 杨皓旻 刘玉龙 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期484-490,共7页

为了实现眼底成像时的精准调焦,设计了双光楔裂像电控调焦系统。采用905 nm近红外半导体激光经双光楔和矩形狭缝在视网膜上形成矩形视标的方法,通过电机控制视度补偿镜和双光楔机构移动,得出视度补偿镜和双光楔位移关联关系;根据矩形视... 为了实现眼底成像时的精准调焦,设计了双光楔裂像电控调焦系统。采用905 nm近红外半导体激光经双光楔和矩形狭缝在视网膜上形成矩形视标的方法,通过电机控制视度补偿镜和双光楔机构移动,得出视度补偿镜和双光楔位移关联关系;根据矩形视标分离情况实时反馈离焦补偿状态,指导控制系统移动双光楔和视度补偿镜,实现眼底成像时的准确调焦,在模拟眼上开展了眼底成像调焦实验。结果表明,系统可实现-10 m^(-1)~10 m^(-1)屈光度补偿,调焦精度在1 m^(-1)以上。该双光楔裂像电控调焦系统调焦速度快、精度高,为发展自动眼底成像仪器提供了基础。 展开更多

关键词 激光技术 离焦补偿 闭环控制 视标

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应用于眼底成像的可见光瞳孔定位与对准方法

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作者 邢利娜 孔文 +3 位作者 唐宁 陈一巍 史国华 何益 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1368-1376,共9页

为了降低眼底成像过程对操作人员水平的依赖,提出了一种采用可见光瞳孔成像的人眼瞳孔自动快速定位与对准方法。采用可见光摄像模组和三维电动位移台,在实验室眼底成像系统上搭建瞳孔对准装置。用霍夫梯度法提取图像的有效区域,得到眼... 为了降低眼底成像过程对操作人员水平的依赖,提出了一种采用可见光瞳孔成像的人眼瞳孔自动快速定位与对准方法。采用可见光摄像模组和三维电动位移台,在实验室眼底成像系统上搭建瞳孔对准装置。用霍夫梯度法提取图像的有效区域,得到眼底成像系统的中心。利用最大类间方差法和图像直方图特征得到了瞳孔区域后,利用最小圆拟合方法确定瞳孔中心。通过反馈控制电动位移台的移动,实现眼底成像系统中心与瞳孔中心对准。实验结果表明:人眼瞳孔的平均识别速度为0.11 s,瞳孔中心的识别平均准确率达98.7%,中心偏差的平均欧氏距离为4.3个像素。上述结果满足眼底成像系统的实时性和准确性要求,为眼底成像系统提供了一种高效的自动瞳孔对准解决方案。 展开更多

关键词 眼底成像 瞳孔定位 自动对准 可见光

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大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计 被引量：30

8

作者 张龙 陈建生 +2 位作者 高静 檀慧明 武晓东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期95-101,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 半导体激光器 恒流驱动电源 温控系统

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激光扫描共聚焦光谱成像系统 被引量：43

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作者 张运海 杨皓旻 孔晨晖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1446-1453,共8页

在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分.采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（... 在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分.采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（400～ 700 nm）内的光谱带宽,其最小光谱带宽优于5 nm.用488 nm激光和低压汞灯实际测量了几条谱线对应的狭缝位置并和理论值做了比较,结果显示实际狭缝位置和理论值的差值均小于0.1 mm.在全光谱和50 μm出射狭缝（对应2.5 nm光谱带宽）对老鼠肾脏组织进行了共聚焦光谱成像实验,获得了老鼠肾脏组织中DAPI标定的细胞核图像和Alexa Fluor（R） 488标定的肾脏小球曲管图像,实现了对老鼠肾脏组织不同成分的区分.实验结果表明：提出的系统能够进行共聚焦光谱成像,扩大了共聚焦显微镜的适用范围. 展开更多

关键词 激光扫描共聚焦显微镜 荧光 分光棱镜

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共振扫描显微成像中的图像畸变校正 被引量：10

10

作者 熊大曦 刘云 +6 位作者 梁永 娄艳阳 郑贤良 金鑫 蒋克明 黎海文 李辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2971-2979,共9页

设计了一种校正算法用于校正双光子荧光显微镜等高速扫描成像系统中共振振镜扫描导致的图像畸变。首先对共振振镜的扫描运动建立模型,推导出非线性扫描的运动公式,进而得到图像畸变公式;然后对一块朗奇光栅样品扫描成像,设计了多峰高斯... 设计了一种校正算法用于校正双光子荧光显微镜等高速扫描成像系统中共振振镜扫描导致的图像畸变。首先对共振振镜的扫描运动建立模型,推导出非线性扫描的运动公式,进而得到图像畸变公式;然后对一块朗奇光栅样品扫描成像,设计了多峰高斯拟合算法得到光栅所有条纹的宽度变化并通过最小二乘法将条纹宽度数据拟合成一条畸变曲线;最后利用畸变曲线对图像进行校正。结果表明:采用提出的校正算法可使系统最大畸变减小到传统正弦校正方法的1/3,相对畸变减小到1/5,校正效果比传统的正弦校正法提高了2倍。由于提出的曲线拟合校正算法不用增加额外的光路,且不需要切割边缘图像,故显示了极好的图像使用效率和校正效果。 展开更多

关键词 共振振镜 扫描成像 图像畸变 畸变校正 曲线拟合 双光子显微镜

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基于复眼透镜的大面积均匀照明方案研究 被引量：17

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作者 王沛沛 杨西斌 +1 位作者 朱剑锋 熊大曦 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期771-778,共8页

为了实现大面积矩形均匀光斑,提出一种基于双排复眼透镜的设计方案。使用TracePro软件对该照明系统方案的效果进行建模仿真,分析了复眼透镜组的间距、后工作距离等参数对光斑面积和均匀性的影响。结果表明,复眼透镜间距越小、后工作距... 为了实现大面积矩形均匀光斑,提出一种基于双排复眼透镜的设计方案。使用TracePro软件对该照明系统方案的效果进行建模仿真,分析了复眼透镜组的间距、后工作距离等参数对光斑面积和均匀性的影响。结果表明,复眼透镜间距越小、后工作距离越大,得到的光斑面积越大;而当间距控制在微透镜焦距附近时,光斑均匀性最佳。利用该设计方案,可在1m的后工作距离得到尺寸350mm×200mm的光斑,光斑中心280mm×160mm范围内光照度均匀性>0.85,该部分面积超过光斑整体面积的60%。该匀光方案有望在医用光疗、路灯照明等大面积均匀光照明领域得到广泛应用。 展开更多

关键词 均匀照明 复眼透镜 大面积 矩形光斑 容错性

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瞳孔中心点自动定位与对准装置 被引量：15

12

作者 王晶 高峰 +1 位作者 李婉越 史国华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1370-1377,共8页

为了辅助无人值守式眼底筛查设备在不同光照环境下自动进行眼底成像,搭建了瞳孔中心点自动定位与对准装置,并提出了一种基于圆近似模型的算法来实现瞳孔中心点的自动定位。首先,使用二值化、轮廓提取与填充等方法对图像进行了预处理,以... 为了辅助无人值守式眼底筛查设备在不同光照环境下自动进行眼底成像,搭建了瞳孔中心点自动定位与对准装置,并提出了一种基于圆近似模型的算法来实现瞳孔中心点的自动定位。首先,使用二值化、轮廓提取与填充等方法对图像进行了预处理,以消除噪声和光斑对后续处理的影响;接着,使用本文提出的新型的圆近似算法来实现瞳孔中心点的精准定位;最后,根据定位的瞳孔中心点位置,来控制步进电机移动平移台,从而实现图像采集视场中心和瞳孔中心的对准。为验证有效性,将文中算法、传统Hough圆算法及改进的Hough圆算法在定位精度、平均定位时间上进行了比较。本文算法的定位精度为93.33%,平均定位时间为95.67ms,比传统Hough圆检测定位精度提高了约3.5倍,定位时间减少了约68.86%,比改进的Hough圆算法检测定位精度提高了约2倍,定位时间减少了约63.11%。实验结果表明,该系统在光照参量无法严格控制的拍摄环境下,对瞳孔自动定位与对准的准确度和计算效率均有显著地提升。基本满足无人值守式眼底筛查设备的实时性、精确性、鲁棒性要求,有助于无人值守式眼底筛查设备的推广。 展开更多

关键词 眼底筛查 瞳孔识别 圆近似 自动对准

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结合高位深相位光栅图的LC-SLM标定 被引量：4

13

作者 徐豪 张运海 +2 位作者 张欣 肖昀 黄维 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期515-520,共6页

为了提高对液晶空间光调制器(LC-SLM)的校准精度,采用高位深相位光栅图对LC-SLM进行了标定。在LC-SLM上加载16位深度相位光栅图,并使光束经LC-SLM调制后生成衍射光斑;测量衍射光斑中心光强,经过计算分析得出计算机灰度信号与相位调制量... 为了提高对液晶空间光调制器(LC-SLM)的校准精度,采用高位深相位光栅图对LC-SLM进行了标定。在LC-SLM上加载16位深度相位光栅图,并使光束经LC-SLM调制后生成衍射光斑;测量衍射光斑中心光强,经过计算分析得出计算机灰度信号与相位调制量之间的映射关系,最终得出针对488nm激光的LC-SLM标定LUT文件(LUT16)。结果表明,在LC-SLM上加载0~2π涡旋相位,并结合LUT16文件调制光束可以得到光斑质量很好的中空光斑,这与结合LUT8文件调制的中空光斑相比,光斑质量从0.53提高到0.76,提高了1.43倍。针对特定波长,利用高位深相位光栅图标定LC-SLM得到的LUT文件可以使LC-SLM根据加载相位对光束进行有效调制,且调制效果优于结合LUT8对光束进行调制的结果,对LC-SLM的校准精度得到提高。 展开更多

关键词 光学器件 液晶空间光调制器 校准精度 相位光栅图 傅里叶光学

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平衡评估压力传感阵列的高速数据采集系统设计 被引量：6

14

作者 郭立泉 王计平 熊大曦 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第11期75-77,共3页

针对康复医学中对坐位、站位、卧位等多种精细压力分布及压力平衡评估的需要,采用高密度的压力传感阵列作为传感器,提出了一种超多通道压力传感阵列的高速数据采集方法,并给出了具体电路实现和系统设计。实验对实时采集到的压力传感阵... 针对康复医学中对坐位、站位、卧位等多种精细压力分布及压力平衡评估的需要,采用高密度的压力传感阵列作为传感器,提出了一种超多通道压力传感阵列的高速数据采集方法,并给出了具体电路实现和系统设计。实验对实时采集到的压力传感阵列数据进行压力分布测试,结果显示:对于站位(足底)压力评估的2 288个传感阵列单个压力垫,系统每秒实时采集压力分布图100帧以上;对于卧位(平躺)的4个压力垫,每秒实时采集压力分布图25帧以上,均可以动态实时显示压力分布的变化,满足精细压力分布检测和评估系统的需要。 展开更多

关键词 压力传感器阵列 压力分布 高速采集 平衡评估

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纳秒钬激光碎石系统设计 被引量：2

15

作者 陈瑞涛 顾华东 +2 位作者 郑陈琪 杨杰 吴先友 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期441-444,共4页

为了提高结石碎石率和粉碎程度、减小碎石过程中副作用,采用电光调Q技术,设计了高峰值功率输出的纳秒钬激光碎石系统。从冷却温度、透过率、腔长等方面进行了理论分析,在冷却温度22℃、重复频率3Hz、抽运能量200J的条件下进行了实验验证... 为了提高结石碎石率和粉碎程度、减小碎石过程中副作用,采用电光调Q技术,设计了高峰值功率输出的纳秒钬激光碎石系统。从冷却温度、透过率、腔长等方面进行了理论分析,在冷却温度22℃、重复频率3Hz、抽运能量200J的条件下进行了实验验证,获得了腔内最大单脉冲能量443mJ、脉宽90ns激光输出的数据。结果表明,该系统可输出高峰值功率的纳秒钬激光,碎石时间短,可粉碎任何成分的结石,一次碎石率高,粉碎程度高。这为下一步产业化打下了基础。 展开更多

关键词 激光技术 纳秒钬激光 电光调Q 碎石 高峰值功率

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单分散上转换纳米荧光微粒的荧光寿命测量 被引量：3

16

作者 李辉 桂征宇 +2 位作者 梁永 俞樟森 吴爱国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期319-324,共6页

为了表征上转换纳米荧光微粒的发光特性,设计了一个可以对单个纳米微粒进行荧光寿命测量的系统。该系统首先使用基于检流计振镜的双光子显微镜系统对单分散状态的上转换纳米微粒样品进行扫描成像。然后,通过单分子荧光纳米定位算法精确... 为了表征上转换纳米荧光微粒的发光特性,设计了一个可以对单个纳米微粒进行荧光寿命测量的系统。该系统首先使用基于检流计振镜的双光子显微镜系统对单分散状态的上转换纳米微粒样品进行扫描成像。然后,通过单分子荧光纳米定位算法精确找出每个纳米微粒的准确位置,再依次将激光聚焦到每个纳米微粒上,在该点施加一个500μs宽度的激光脉冲,并通过光电倍增管探测随时间变化的荧光强度信号。最后对荧光衰减曲线进行拟合,计算得到该纳米微粒的荧光寿命。实验结果表明:单个上转换纳米荧光微粒的荧光发射曲线符合单指数衰减规律,其荧光寿命为195.3μs。与之相比,聚集状态的纳米微粒的荧光寿命为358.9μs。这表明聚集状态对上转换纳米微粒的发光特性有显著影响。 展开更多

关键词 光学显微成像 上转换纳米荧光微粒 荧光寿命 双光子显微镜

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共聚焦显微镜光谱扫描控制系统设计 被引量：4

17

作者 高飞 张运海 《电子测量技术》 2014年第9期108-112,共5页

光谱成像是激光扫描共聚焦显微镜的重要功能,光谱扫描系统采用可移动狭缝机构精确选择光谱范围。详细讨论了基于ARM处理器的光谱扫描控制系统的硬件设计和软件设计,该系统使用直线式步进电机和高精度光电开关,采取合适的控制策略实现狭... 光谱成像是激光扫描共聚焦显微镜的重要功能,光谱扫描系统采用可移动狭缝机构精确选择光谱范围。详细讨论了基于ARM处理器的光谱扫描控制系统的硬件设计和软件设计,该系统使用直线式步进电机和高精度光电开关,采取合适的控制策略实现狭缝缝片的精确定位,并具有串口和CAN总线通信接口,方便调试和系统集成。通过实验验证,光谱扫描控制系统选择光谱范围的精度达到共聚焦光谱成像的要求。 展开更多

关键词 激光扫描共聚焦显微镜 光谱成像 ARM 步进电机 光电开关

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基于眼型谐振腔的Fano谐振曲线尖锐度的分析 被引量：10

18

作者 娄小伟 崔锦江 +3 位作者 董宁宁 徐建根 檀慧明 王帆 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期58-63,共6页

为了获得较大的尖锐度,提升微环传感器的灵敏度,提出利用眼型谐振腔结构在下路端输出的非对称Fano谐振光谱,眼型谐振腔由一个外环和内环构成,外环与总线波导耦合,内环与外环耦合.利用传输矩阵法对下路端输出光谱进行了数值计算,在不同... 为了获得较大的尖锐度,提升微环传感器的灵敏度,提出利用眼型谐振腔结构在下路端输出的非对称Fano谐振光谱,眼型谐振腔由一个外环和内环构成,外环与总线波导耦合,内环与外环耦合.利用传输矩阵法对下路端输出光谱进行了数值计算,在不同剩余电场比例系数下,发现非对称Fano谐振峰的尖锐度随电场剩余比例系数的增大而增大;改变外环与总线波导间的场强耦合系数和内环与外环之间的场强耦合系数,其尖锐度的最大值随外环和内环场强耦合系数变化缓慢增大,尖锐度最大值处谐振点传输系数值在不同电场剩余比例系数和内外环场强耦合系数下稳定在-6dB附近.因此利用眼型谐振腔结构下路端的Fano谐振峰,可获得对耦合系数不敏感的尖锐度和谐振点传输系数,降低器件对耦合区加工准确度的要求. 展开更多

关键词 光波导 传感器 眼型谐振腔 Fano谐振 尖锐度

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基于数字微镜阵列的平顶光束空间整形 被引量：5

19

作者 娄艳阳 郑贤良 +3 位作者 张世超 鹿伟民 李辉 熊大曦 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期916-920,共5页

为了满足激光光斑质量高、扫描快速的目的,采用数字微镜阵列和误差扩散法对单平顶和多平顶的光束整形原理仿真,利用680nm激光建立了实验系统,并进行了光束整形验证。采用光束填充因子、光场调制度、均方根误差3种评价参量对整形结果进... 为了满足激光光斑质量高、扫描快速的目的,采用数字微镜阵列和误差扩散法对单平顶和多平顶的光束整形原理仿真,利用680nm激光建立了实验系统,并进行了光束整形验证。采用光束填充因子、光场调制度、均方根误差3种评价参量对整形结果进行评价,并对采用数字微镜阵列进行光束整形的能量利用率进行了测量和分析。结果表明,单平顶和多平顶整形的光束填充因子由整形前的36.1%分别提高到62.3%和56.7%;光场调制度由73.3%分别降到25.6%和30.3%。利用该光束空间整形方法,可得到高质量的多平顶光束,在快速激光扫描领域有一定的应用价值。 展开更多

关键词 激光光学 光束整形 数字微镜阵列 误差扩散法 多平顶光束

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皮肤反射式共聚焦显微成像自适应图像亮度调节 被引量：4

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作者 缪新 张运海 黄维 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1270-1276,共7页

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中,为了实现图像亮度的快速调节,提出了一种图像亮度自适应调节方法。通过实验建立光强控制电压与图像亮度之间的关系模型,划分图像极端亮度区间与适度亮度区间,采用分段调节策略,将初始图像从极端亮度... 在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中,为了实现图像亮度的快速调节,提出了一种图像亮度自适应调节方法。通过实验建立光强控制电压与图像亮度之间的关系模型,划分图像极端亮度区间与适度亮度区间,采用分段调节策略,将初始图像从极端亮度区间快速调整至适度亮度区间,在适度亮度区间内通过线性补偿调节至目标灰度均值。对不同深度、不同位置的皮肤组织进行实时成像,图像初始亮度存在着过亮、过暗和适中等各种情况,上述亮度自适应调节方法均能实现快速亮度调节,调节迭代次数为2~3,调节后图像灰度均值达到最优值70左右。实验结果表明,这种自适应图像亮度调节方法快速、有效,能够满足皮肤共聚焦成像检测的需要。 展开更多

关键词 显微成像 反射式共聚焦 皮肤 亮度区间 线性补偿 图像灰度均值

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