1 华中科技大学武汉光电国家研究中心Britton Chance生物医学光子学中心，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学工程科学学院生物医学光子学教育部重点实验室，湖北 武汉 430074
3 华中科技大学电子信息与通信学院，湖北 武汉 430074
现有分辨率评估方法，如瑞利判据、阿贝判据、半峰全宽方法等都具有一定的应用局限性。本文采用基于切片傅里叶壳层相关(sFSC)的频域分辨率评估方法来评估系统的实际成像能力，该方法对分辨率的评估结果仅取决于图像质量，不受系统成像理论的影响，是一种客观、直接的计算方法。它将傅里叶壳层分成楔形壳层对，每个选择器都是一对镜像楔形，以改善由三维荧光成像各向异性带来的分辨率评估问题。实验结果表明，sFSC可作为一种无参考三维图像分辨率评估方法，且利用sFSC方法的分辨率结果所拟合的三维高斯点扩展函数(PSF)进行图像反卷积操作，能有效恢复图像纹理细节，提高图像信噪比，且相比于其他PSF估计方法，sFSC方法具有更好的性能。
生物光学 无参考三维图像分辨率评估 切片傅里叶壳层相关 三维显微图像复原 反卷积
Author Affiliations
Abstract
1 Britton Chance Center for Biomedical Photonics, School of Engineering Sciences, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics–Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 MoE Key Laboratory for Biomedical Photonics, Department of Biomedical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
To visualize the structure and organization of the brain is a fundamental requirement in the research of neuroscience. Here, combining with two-photon excitation fluorescence microscopy and transgenetic mouse GAD67, we demonstrate a custom-built second harmonic generation (SHG) microscope to discriminate brain layers and sub regions in the cerebellum and brain stem slices with cellular resolution. In particular, the cell densities of neurons in different brain layers are extracted due to the cell soma appearing as dark shadow on an SHG image. Further, the axon initial segments of the Purkinje cell are easily recognized without labeling, which would be useful for guiding micropipettes for electrophysiology.
170.3880 Medical and biological imaging 180.4315 Nonlinear microscopy Chinese Optics Letters
2017, 15(9): 090003
1 华中科技大学武汉光电国家实验室(筹)Britton Chance生物医学光子学研究中心, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学生物医学工程系生物医学光子学教育部重点实验室, 湖北 武汉 430074
双光子荧光显微成像是一种非线性光学显微技术，具有高空间分辨率、高信噪比和固有的三维层析分辨能力等优点。传统的双光子荧光显微成像通常使用波长可调谐的100 fs超短脉冲激光器作为激光光源。目前，人们对双光子荧光显微成像方法进行了深入研究，改进光源及探测方法是常用的手段。介绍和总结了多色双光子荧光显微成像技术的近期研究进展及其在生物医学中的应用。首先介绍了传统飞秒激光器及光学参量振荡器在多色成像中的应用，然后对光纤超连续谱在多色显微成像中的应用进行了分析，最后简要说明了增强自相位调制效应产生连续光谱以及选择性激发实现多色成像的工作。多色双光子成像技术不仅可以同时获取含有多种荧光团的待测样品的高对比度双光子荧光图像，而且具有系统结构简单、操作简便等优点，这使得其在生物医学和材料科学等领域具有广阔的应用前景，并且为生物医学诊断与研究提供了一种有效的工具和平台。
显微 非线性显微成像 双光子荧光显微成像 多色成像 超连续谱 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 060002
布立顿·强斯生物医学光子学研究中心,武汉国家光电实验室,华中科技大学, 湖北 武汉 430074
生物医学光子学与非线性光纤光学在早期是两门不相干的领域,但是自从基于光纤的连续光谱被发现以来,由于其具有的宽光谱可以实现多种荧光团的同时最优激发,可获取现有钛蓝宝石激光器不可产生的波长,生物医学光子学就开始尝试利用光纤连续光谱技术.但是由于超连续光谱的低相干性、高噪声、不稳定性等原因,生物医学光子学难以广泛的利用这一技术.如何基于现有的100-fs钛蓝宝石激光器产生宽带且可线性压缩的连续光谱仍旧是非线性光纤光学的重要挑战.为了产生可线性压缩的连续光谱,就必须研究光纤和激光脉冲参数对光纤连续光谱产生的影响,研究如何增强可压缩的非线性效应并抑制导致连续光谱不可压缩的非线性效应,以在光纤中产生宽带且可压缩的连续光谱.超连续谱的特性将使其在生物医学光子学,尤其是在成像方面发挥巨大的作用,因此具有重要的学术意义和实际应用价值.
非线性光纤光学 超连续谱产生 双光子显微成像 nonlinear fiber optics supercontinuum generation two-photon microscopy
