1 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，燕山大学材料科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004
2 威海中玻新材料技术研发有限公司，山东 威海264200
3 唐山学院，河北 唐山 063000
构建宽窄带隙同型异质结构的双层薄膜是提高透明导电薄膜光电性能的新思路。采用基于密度泛函的第一性原理，对本征和掺杂SnO2/SnSe2的电子结构、光学性质、载流子迁移率、电荷分布、能带排列进行计算。结果表明：本征和掺杂SnO2/SnSe2电子结构内部存在的电势差会使体系内部的电子向着界面处或SnSe2处转移，处于界面处的电子会在界面间隙内形成二维电子气并在界面处高速移动，从而提高了载流子的迁移率，而处于SnSe2处的电子由于没有杂质离子散射的影响迁移率也相应提高，4种不同掺杂类型异质结构的载流子迁移率分别为772.82、5 286.04、2 656.90 m2/(S·V)和17 724.60 m2/(S·V)，光学透过率在80%以上。
透明导电薄膜 异质结构 第一性原理 载流子迁移率 transparent conductive oxide thin films heterostructures first principles carrier mobility
1 燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室， 秦皇岛 066004
2 威海中玻新材料技术研发有限公司，威海 264200
本文以单丁基三氯化锡(MBTC)为锡源，氟化铵(NH4F)为氟源，甲醇为溶剂，六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)为镍源，采用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)制备了镍掺杂FTO薄膜。利用分光光度计、四探针电阻仪及霍尔效应测试仪对镍掺杂FTO薄膜的光学性能、电学性能进行表征和分析，并基于第一性原理对掺杂体系的电子结构进行了计算。结果表明，Ni掺杂的FTO薄膜为四方金红石结构，导电性能有所提高。当Ni/Sn为2%(原子数分数)时，品质因数ΦTC达到3×10-2 Ω-1，电阻率ρ为3.79×10-4 Ω·cm，可见光平均透过率约为80%，载流子浓度n为6.88×1020 cm-3，迁移率μ为13.31 cm2·V-1·s-1。
镍掺杂 FTO薄膜 气溶胶辅助化学气相沉积 电学性质 第一性原理 Ni-doping FTO thin film AACVD electrical property first principle
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
1 复旦大学工程与应用技术研究院, 上海 200433
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
设计了一种基于线扫描成像(LSI)的光片荧光显微镜(LSFM),旨在通过抑制样本散射达到提高成像质量的目的。该显微镜将数字扫描光片荧光显微镜(DSLM)与LSI两种方法结合,以前者为基础,在探测光路上增加了一个用于解扫描的扫描振镜。在控制过程中,将照明光路的扫描振镜与解扫描振镜同步,使得均匀运动的图像在相机前固定于同一位置,从而实现了LSI。在系统中,为了便于与传统方法对比,线阵探测器通过面阵相机模拟实现。另外,与常规的LSFM相比,改进后的系统,在高散射荧光微球样品和斑马鱼心脏样品的成像实验中,更有效地抑制了样本散射。因此,验证该方法具有可行性。
显微 光片荧光显微镜 样本散射 线扫描成像 斑马鱼 光学学报
2021, 41(20): 2018001
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Medical Optics, Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163, China
2 Department of Biomedical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230041, China
3 Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China
An automated superpixels identification/mosaicking method is presented for the analysis of cone photoreceptor cells with the use of adaptive optics scanning laser ophthalmoscope (AO-SLO) images. This is an image oversegmentation method used for the identification and mosaicking of cone photoreceptor cells in AO-SLO images. It includes image denoising, estimation of the cone photoreceptor cell number, superpixels segmentation, merging of superpixels, and final identification and mosaicking processing steps. The effectiveness of the presented method was confirmed based on its comparison with a manual method in terms of precision, recall, and F1-score of 77.3%, 95.2%, and 85.3%, respectively.
biomedical optics retinal imaging adaptive optics scanning laser ophthalmoscope cone photoreceptor cell superpixels Chinese Optics Letters
2020, 18(10): 101701
1 中国科学技术大学, 安徽合肥 230000
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏苏州 215000
扫频源光学相干层析血管成像 (SS-OCTA)是一种基于分频幅去相关血管造影法 (SSADA)的新型血管成像技术, 在肿瘤等疾病的早期诊断方面拥有较大前景。本文在 5.12 mm×5.12 mm成像视场、标准图像最大信噪比 34.3 dB的 SS-OCTA成像平台, 对黑色素瘤 C57BL6小鼠进行皮肤结构和血管成像采集。结果表明在皮肤科疾病的早期诊断方面, 利用 SS-OCTA系统进行血管成像优于结构成像。
扫频源光学相干层析血管成像 皮肤结构 肿瘤血管 黑色素瘤 scanning frequency source optical coherence tomogr skin structure tumor vessels melanoma SS-OCTA SS-OCTA
1 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
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95.67 ms, 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。
眼底筛查 瞳孔识别 圆近似 自动对准 fundus examination pupil recognition circle approximation automated alignment
