Yiwei Chen 1,2Yi He 1,2,*Hong Ye 1Lina Xing 1,2[ ... ]Guohua Shi 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Medical Optics, Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163, P. R. China
2 School of Biomedical Engineering (Suzhou), Division of Life Sciences and Medicine, University of Science and Technology of China Hefei 230026, P. R. China
3 Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, P. R. China
The prediction of fundus fluorescein angiography (FFA) images from fundus structural images is a cutting-edge research topic in ophthalmological image processing. Prediction comprises estimating FFA from fundus camera imaging, single-phase FFA from scanning laser ophthalmoscopy (SLO), and three-phase FFA also from SLO. Although many deep learning models are available, a single model can only perform one or two of these prediction tasks. To accomplish three prediction tasks using a unified method, we propose a unified deep learning model for predicting FFA images from fundus structure images using a supervised generative adversarial network. The three prediction tasks are processed as follows: data preparation, network training under FFA supervision, and FFA image prediction from fundus structure images on a test set. By comparing the FFA images predicted by our model, pix2pix, and CycleGAN, we demonstrate the remarkable progress achieved by our proposal. The high performance of our model is validated in terms of the peak signal-to-noise ratio, structural similarity index, and mean squared error.
Fundus fluorescein angiography image fundus structure image image translation unified deep learning model generative adversarial networks 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(3): 2450003
作者单位
摘要
1 大连海事大学 理学院,辽宁 大连 116026
2 大连海事大学 环境科学与工程学院,辽宁 大连 116026
在线性化伏拉索夫-泊松模型基础上研究了激光辐照下碳离子在双组份等离子体中的阻止本领,重点讨论了不同激光振幅、激光频率、激光角度、等离子体密度和等离子体电子温度对阻止本领的影响。研究结果表明,在全域范围内,激光对阻止本领的影响都非常明显。在低能区域(入射速度为等离子体电子热速度的0~0.1倍),碳离子的阻止本领主要来自于等离子体中离子的贡献,特别是在入射速度约为等离子体离子热速度时,阻止本领出现了第一个峰值;在中高能区域(入射速度大于0.1倍的等离子体电子热速度),碳离子的能量损失主要来自于等离子体中电子的贡献,特别是在入射速度约为等离子体电子热速度的1.5倍时,阻止本领出现了第二个峰值。碳离子在等离子体中阻止本领的这种双峰结构体现了不同能量区域等离子体中离子和电子对阻止本领的贡献。另一方面,激光强度或激光频率的增加削弱了阻止本领,阻止本领会随着等离子体密度的增加或电子温度的降低而增强,特别是由于离子引起的低能峰与电子引起的高能峰相比阻止本领的增强更明显。
离子 双组份等离子体 阻止本领 激光 ion two-component plasma stopping power laser 
强激光与粒子束
2024, 36(3): 034001
王亮 1,2孔文 1,2何益 1,2,*黄江杰 1,2史国华 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 生物医学工程学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
进行波前探测时,标准动物模型小鼠的眼底视网膜双层反射光会导致像差探测失效。为解决这一问题,本文提出了一种结合光学掩模调制的鼠眼像差测量方法,以期提高鼠眼波前像差测量精度。首先,根据鼠眼视网膜的关键参数,建立鼠眼波前像差探测的光学系统模型并进行光学仿真。然后,分析比较不同孔径的光学掩模对视网膜非目标层反射光束的遮拦效果,确定光学掩模参数与实验方案。最后,搭建鼠眼波前像差探测系统并开展在体鼠眼波前像差的测量实验。实验结果表明:0.5 mm孔径的光学掩模可以将鼠眼波前像差的测量均方根误差降低74.9%,与理论仿真的80%区域实现非目标层反射光遮拦效果近似。本文研究实现了对鼠眼视网膜非目标层反射光的有效遮拦,提升了鼠眼波前像差探测精度,为进一步实现鼠眼高分辨率成像奠定了基础。
波前探测 鼠眼像差 掩模 夏克—哈特曼波前传感器 wavefront detection mouse eye aberration mask Shack-Hartmann wavefront sensor 
中国光学
2023, 16(5): 1100
张庆礼 1,2,*孙贵花 1,2罗建乔 1,2何異 1,2,3[ ... ]孙彧 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽光学精密机械研究所, 光子器件与材料安徽省重点实验室, 合肥 230031
2 先进激光技术安徽省实验室, 合肥 230037
3 中国科学技术大学, 合肥 230026
4 安徽工业大学数理科学与工程学院, 马鞍山 243032
GdTaO4和LuTaO4是具有快发光衰减的新型重闪烁体。采用全谱拟合方法拟合了808 nm 激光二极管(LD)激发的M相Nd∶GdTaO4和M′相Nd∶LuTaO4的光致发光谱, 给出了它们的跃迁强度参数Akt,p。在808 nm 激光激发下, GdTaO4中Nd3+离子4F3/2能级的上下两个晶场子能级的粒子布居数比例接近1, 而在Nd∶LuTaO4中则为1.30、1.41, 表明在808 nm激光激发下, Nd3+的4F3/2两个晶场子能级间的无辐射弛豫速率与激发速率相近。通过给出的跃迁强度参数Akt, p计算了Judd-Ofelt跃迁强度参数Ωt, 计算了Nd3+在GdTaO4、LuTaO4中的2P3/2跃迁几率, 表明GdTaO4和LuTaO4中Nd3+的数百纳秒发光跃迁是由高的无辐射跃迁几率导致的快发光衰减。
稀土钽酸盐 重闪烁体 跃迁强度 发光 无辐射跃迁 布居数 rare-earth tantalate heavy scintillator transition intensity luminescence nonradiative transition population 
人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1785
作者单位
摘要
1 模拟集成电路重点实验室, 重庆400060
2 中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆400060
针对任意复杂结构声表面波(SAW)器件精确快速分析及其内部多物理场耦合效应的精确表征问题,该文在充分考虑SAW器件实际存在的各种影响因素下,采用有限元分层级联算法推导出有限长结构SAW器件的有限元数学模型。基于全波仿真技术,考虑管座及键合线等封装模型电磁效应,对漏波型42°Y-X LiTaO3温度补偿型声表面波(TC-SAW)器件进行计算,通过与实验结果对比,验证了计算模型的精确性,为高性能SAW器件的精确快速设计提供了支撑。
SAW器件 精确表征 分层级联技术(HCT) 全波仿真 surface acoustic wave(SAW) devices accurate characterization hierarchical cascading technique(HCT) full-wave simulation 
压电与声光
2022, 44(2): 234
Yiwei Chen 1Yi He 1,*Jing Wang 1,2Wanyue Li 1,2,3[ ... ]Guohua Shi 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Medical Optics, Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou, Jiangsu 215163, P. R. China
2 Department of Biomedical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230041, P. R. China
3 Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, P. R. China
Cone photoreceptor cell identification is important for the early diagnosis of retinopathy. In this study, an object detection algorithm is used for cone cell identification in confocal adaptive optics scanning laser ophthalmoscope (AOSLO) images. An effectiveness evaluation of identification using the proposed method reveals precision, recall, and F1-score of 95.8%, 96.5%, and 96.1%, respectively, considering manual identification as the ground truth. Various object detection and identification results from images with different cone photoreceptor cell distributions further demonstrate the performance of the proposed method. Overall, the proposed method can accurately identify cone photoreceptor cells on confocal adaptive optics scanning laser ophthalmoscope images, being comparable to manual identification.
Biomedical image processing retinal imaging adaptive optics scanning laser ophthalmoscope object detection. 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2022, 15(1): 2250001
陈浩 1,2,*魏凌 1,2李恩德 1,2何益 3,4[ ... ]张雨东 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
2 中国科学院大学材料科学与光电子技术学院,北京 100049
3 江苏材料光学重点实验室,江苏 苏州 215163
4 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215163
从斜率复原波前是夏克-哈特曼波前传感器这一类斜率采样探测器的核心流程。传统的复原算法中,区域法对局部波前的复原效果好,但易受斜率噪声的影响,同时空间分辨率较低;模式法抗噪能力强,但没有精确复原局部波前的能力。本文提出了基于B样条函数的快速复原算法,将波前展开为B样条曲面的线性组合,并将复原问题从斜率最小二乘问题转化为泊松方程,利用斜率的Taylor展开式估计散度,再通过超松驰迭代法进行快速求解。该方法将B样条函数的理论散度积分和实际散度估计分离,可以方便地扩展到不同阶次和不同节点数量的B样条基复原算法中。另外,通过改变散度估计的计算区域,可以灵活控制并平衡算法的局部复原能力和抗噪能力。对变形镜驱动器响应函数的测量实验表明,该方法具有较好的局部复原能力、抗噪能力和任意精度的空间分辨率。
B样条 波前复原 哈特曼波前传感器 B-spline function wavefront reconstruction Hartmann wavefront sensor 
光电工程
2021, 48(2): 200160
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究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
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
针对目前普遍存在的难以准确测定晶体组分的问题, 提出一种以 YAG 晶体为标样、采用 X 射线荧光光谱分析法准确测定晶体组分的方法。测试样品分别为纯 YAG 晶体、生长原料掺杂浓度 1.2 at% 和 2.0 at% Yb:YAG 晶体, 采用 X 射线荧光光谱分析法, 对不同浓度的 Yb:YAG 晶体的组分进行了无损、快速、准确的测定。以纯 YAG 晶体作为标准样品, 标定主成分的含量, 大幅提高了检测结果的准确度, 主成分 Y3+ 和 Al3+ 的测试误差小于 1%、掺杂 Yb3+ 的 测试误差小于 5%。通过晶体放肩初始部位 Yb3+ 的浓度测定结果, 计算出 Yb3+ 在两种待测晶体中的分凝系数分别为 1.025 和 1.045, 接近于 1, 有利于实现 Yb:YAG 晶体的高浓度掺杂以及优质晶体 生长。2.0 at% Yb:YAG 晶体的首尾掺杂浓度差小于 5%, 说明晶体等径部分掺杂浓度均匀性高。
材料 提拉法 Yb:YAG 晶体 X 射线荧光光谱法 分凝系数 material Czochralski method Yb:YAG crystal X-ray fluorescence spectrometry segregation coefficient 
量子电子学报
2021, 38(2): 167
作者单位
摘要
1 湖南师范大学蛋白质化学与发育生物学教育部重点实验室, 长沙 410081
2 湖南省南华生物医药研究所, 长沙 410015
3 中南大学湘雅三医院, 长沙 410013
炎症性疾病的发生是当今临床医学攻克的重点。M1型巨噬细胞分泌炎症因子产生炎症, 而M2型巨噬细胞分泌抑炎因子抑制炎症的发生。M1型巨噬细胞向M2型极化, 则是从炎症状态转变成抑制炎症发生的状态, 因此研究巨噬细胞向缓解炎症的M2型极化将有利于炎症性疾病的治疗。本研究利用骨髓间充质干细胞(BMSC)培养液处理已被脂多糖(LPS)诱导呈M1型的Raw264.7巨噬细胞, 探究骨髓间充质干细胞培养液(BMSC-CM)对巨噬细胞向M2型极化的影响及其分子机制。提取来源于3周龄C57BL/6鼠的骨髓间充质干细胞; 再收集BMSC-CM处理M1型的Raw264.7巨噬细胞; 半定量PCR检测M1型标记基因[肿瘤坏死因子α(TNF-α)和诱导型一氧化氮合酶(INOS)]和M2型标记基因[精氨酸酶1(ARG-1)和转化生长因子β1(TGF-β1)]mRNA表达以及白介素10(IL-10)mRNA表达水平; Western蛋白质印迹法检测信号传导及转录激活蛋白3(STAT3)和磷酸化STAT3(p-STAT3)的表达。本研究发现,经过BMSC-CM培养后的M1型的Raw264.7巨噬细胞, 其M2型相关指标ARG-1和TGF-β1 mRNA水平明显上升, 并且IL-10 mRNA水平和p-STAT3蛋白水平也明显上升。这些结果说明,骨髓间充质干细胞培养液通过IL-10/STAT3信号通路促进STAT3磷酸化, 诱导巨噬细胞Raw264.7细胞向M2型极化。
骨髓间充质干细胞 巨噬细胞极化 M1/M2表型 bone marrow-derived mesenchymal stem cell macrophage polarization macrophages M1/M2 phenotyp STAT3 STAT3 IL-10 IL-10 
激光生物学报
2020, 29(2): 153
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所 光子器件与材料安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031;中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所 光子器件与材料安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
首次采用提拉法成功生长出了新型中红外激光晶体Yb,Ho,Pr:GYTO,采用X射线Rietveld精修方法得到了晶体的结构参数。测量了Yb,Ho,Pr:GYTO晶体(100)、(010)和(001)衍射面的X射线摇摆曲线,衍射峰的半峰宽分别为0.036°、0.013°和0.077°,表明生长出的晶体是单晶并且具有较高的结晶质量。采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测定了Yb,Ho,Pr:GYTO晶体中Yb3+、Ho3+、Pr3+和Y3+的浓度,Yb,Ho,Pr:GYTO晶体中Yb3+、Ho3+、Pr3+和Y3+的有效分凝系数分别为0.624、1.220、1.350和0.977。测量了Yb,Ho,Pr:GYTO晶体室温下的极化吸收谱,并指认了相应的能级吸收跃迁。940 nm半导体激光器激发的2.9 μm荧光光谱表明,最大发射波长为2908 nm。此外,还论证了GYTO中Yb-Ho-Pr的能量传递机制。与Ho:GYTO晶体相比,Yb,Ho,Pr:GYTO晶体的5I7能级寿命降低了87.13%,与上能级5I6的寿命相近,说明Yb,Ho,Pr:GYTO晶体更容易实现粒子数反转和激光输出。
晶体生长 光谱 寿命 Yb,Ho,Pr:GYTO crystal growth spectra lifetime Yb,Ho,Pr:GYTO 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201067

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