1 温州医科大学眼视光学院，浙江 温州 325035
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术重点实验室，吉林 长春 130033
3 中国科学院大学，北京 100049
针对高通量荧光显微成像中高密度、低信噪比、亚衍射极限荧光斑点的自动化精准检测和定位问题，基于UNet提出一种轻量级神经网络方法。该方法采用挤压和激发通道层注意力机制和残差模块优化特征信息，构建密度图和偏移量多输出架构，直接执行检测和亚像素定位。在公开数据集和模拟数据集进行实验，所提方法对低信噪比和高密度的荧光点检测优于当前算法，尤其对于达到衍射极限的高密度荧光点，有很好的检测性能，比如在128×128像素具有1200个荧光点并且大部分点达到衍射极限的图像下。所提算法对斑点的识别精度F1分数超过97.6%，定位误差为0.115 pixel，相比最新deepBlink方法，F1提升16.2个百分点并且定位误差减小0.63 pixel。
荧光显微镜 数字图像处理 模式识别 神经网络 医学和生物成像 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1412004
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
压电陶瓷已广泛应用于检测、通讯等各个领域。该文采用外差式激光干涉测量法, 开展了压电陶瓷振动特性研究。首先给出了激光外差干涉测振仪测试压电陶瓷振动特性的测量方法, 并通过实验测得了压电陶瓷片单点振动的频率响应曲线, 同时测量了径向直线上若干点的振动频响曲线, 进而进行了整个压电陶瓷圆环表面在其谐振频率点的振动测量。实验结果表明, 实测压电陶瓷片的谐振频率为30 710 Hz, 与其产品标定值30 000 Hz存在710 Hz偏差。其圆环表面振动的振型具有不对称性, 这对压电陶瓷的应用设计提供了指导意义。
激光干涉仪 压电陶瓷 外差检测 振动分析 频率响应 信号处理 laser interferometer piezoelectric ceramic heterodyne detection vibration analysis frequency response signal processing
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
An optical whispering gallery mode (WGM) resonator supports degenerate counter-propagating modes and the degeneracy is lifted as mode splitting due to Rayleigh scattering. However, quantitative analysis becomes difficult if the resonance experiences weak scattering. Here we develop a spectroscopical method to identify an arbitrary small scatterer using the Fano interference-induced spectral response modification. Scattering information can be revealed by fitting the responses as a function of the field’s phase and intensity. In addition, we show that this modified response helps achieve an ultra-low detection limit for the mode-splitting-based nanoparticle detection method. This approach may be promising in the characterization of high-Q-factor devices, novel sensing methods, and quantum coupling system investigation.
Photonics Research
2019, 7(6): 06000647
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
采用ZEMAX对单点激光测振仪中的扩束聚焦镜进行了分析设计。首先对高斯氦氖激光光源进行了模拟，然后计算了系统的初始结构。分析了前透镜移动距离与激光聚焦距离的关系，获得了不同聚焦距离下的光斑尺寸。最后设计了可调扩束聚焦系统的机械结构。该结构具有调节平滑，前透镜不旋转的特点，减小了由旋转透镜带来的误差。
激光器 激光光学 扩束聚焦镜 高斯光束 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 061409
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为满足生物医学领域对传感器灵敏度和特异性的要求，利用金纳米棒对纳米光纤消逝场强的消光作用，提出基于金纳米棒标记放大的锥形光纤生化传感器。通过理论计算金纳米棒对光纤传输特性的影响，设计实验证明纳米光纤具有对单个金纳米棒的响应能力。采用双抗夹心法对PBS 溶液中的羊IgG 检测，检测下限可达0.02 ng/mL，证实此种传感器具有极高的灵敏度和特异性。提出的纳米光纤生化传感器结构简单、响应迅速、成本低廉，在医学临床诊断、食品安全检测、环境监测领域具有重要的实用价值。
传感器 纳米光纤 金纳米棒 单纳米粒子探测 生化检测 光学学报
2015, 35(12): 1206001
