果蔬品质检测在其生长、储存各环节都具有重要意义，同时也是栽培、保存方案制订的依据。针对果蔬种植过程中对样本全域生理信息定量实时获取的需求以及现有检测技术的不足，本文从宏观生长的微观物质基础和相位成像机理出发，以番茄果实糖度检测为例，提出了一种果蔬生理信息的相位检测方法，基于细胞相位图像提取两个相位参量并联合宏观糖度值构建数据立方体对番茄糖度分布进行了表征。该方法可根据需要对任意局部区域进行采样检测，无须对细胞样本进行预处理，只需要采集任意角度下的一幅相位图即可，具有数据量小、计算简便的优势，整个分析过程只需要0.5 s左右。与现有成熟检测方法的对照实验表明，细胞相位参量与糖度值表现出了明显的正相关性，且对局部糖度差异敏感。所提方法与高光谱成像检测结果具有良好的一致性。该相位检测表征方法操作简便，运算速度快，可为番茄糖度乃至其他果蔬的多种生理特性快速检测提供参考。

细胞内液‐液相分离现象与细胞内的多种生物过程有关，分析研究相分离的现象及机理可为调控细胞生理过程和药物研发提供参考和策略。相位成像技术因在无色透明物体的非接触、免标记定量化观测方面具有巨大优势而被用于液‐液相分离的研究中；但是，在该技术中，样本厚度与其折射率耦合一起，形态分布需经相应算法反演获得，其分析效率较大程度上取决于数据采集量、计算处理时间和精度等。为满足生命科学研究领域对实时获取相分离凝聚物形态信息的需求，本文提出了一种仅需两幅相位图的三维形态快速反演方法，相应设计了一种由单个图像传感器实现双路光信息采集的干涉相位成像系统。提出的形态重构算法对数据采集要求宽泛，通过布置控制点，运用数学变换解算其沿两个非正交方向投影的平面像素坐标与其三维空间坐标的映射关系，由此计算反演得到像素点对应的三维坐标从而实现凝聚物形态的分离重建。

细胞是有机体结构与生命活动的基本单位，其形态结构往往与功能状态相匹配，因而细胞的形态是生命科学的重要研究内容，对临床医学诊断也有着重要的意义。定量相位成像技术作为一种强大的无损、无标记成像工具，可为定量评估细胞提供重要的生物、物理特性信息。提供的相位图虽携带了样品内部结构信息，但样品厚度与折射率耦合在相位数据中，需要借助算法对相位数据进行解耦，才能重建样品的三维形态。提出了基于两路正交的双波长相位信息重建多介质相位体三维形态的方法。以有核生物细胞为例，利用该方法对样本的两幅同方向双波长相位图按亚结构分布进行区域划分，对应解析不同区域内参考点的相位值，提取出胞质折射率及其沿入射光方向的厚度分布，据此分离胞质和胞核各自引起的相位；进一步联合正交方向的相位图，获取胞核中参考点在对应方向上的物理厚度，并相继计算出胞核的平均折射率和胞核整体厚度分布，从而利用两个正交方向的三幅相位图重建出样品的三维形态。

活体细胞成像中, 折射率和厚度分布的检测结果一直是细胞变异和形态分析中的重要参数。在光学相位成像中, 由于细胞折射率和厚度的耦合效应, 细胞的折射率不能直接被测量到, 因此, 细胞折射率和厚度解耦方法的研究一直是该领域研究的一个热点。对此,本文以血细胞为研究对象, 基于免标三维相位成像信息, 建立双波长相移方程, 通过三维相位成像下的双波长相位信息分布特征和梯度分布特征分析, 利用细胞介质的色散特性, 得到了双波长相位分布函数表示下的均质和有核非均质样品的折射率以及厚度解耦的数学解。通过单介质模型和外胞类球形有核式模型的仿真实验, 得到了折射率和外胞及内核厚度分布的结果, 误差分析表明其具有较高的精准性, 由此验证了本文方法的正确性。本文方法可对均质细胞(如血红细胞)和外胞类球形有核细胞(如白细胞)进行折射率和厚度分布的解耦, 由此可为血细胞质量检测和亚类识别方法的研究提供一种新思路。

超构透镜作为一种灵活调控空间光场相位、振幅及偏振的有效选择,在超分显微成像中受到了广泛的关注。为了提高多波长显微成像的分辨率,解决传统光学系统结构厚重、设计复杂等问题,基于相位补偿理论,运用传输相位法以及粒子群优化算法,设计了一种基于二氧化钛纳米单元柱的反射式消色差超构透镜,在500~550nm之间实现了恒定聚焦,且该透镜具有偏振不敏感的特性。与数值孔径相同但有色散的超构透镜的对比结果有效证实了该超构透镜的消色差功能。所设计的透镜可应用于多波长显微成像系统中并提高成像的分辨率。此外,该消色差透镜在数码相机和光学仪器等领域中也有较好的应用价值。

光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)凭借其无创、实时、高分辨率等优势逐步在多个临床领域得到了应用。近年来, 随着技术的不断进步, OCT在技术基础之上发展了很多全新的技术模式, 例如光学相干断层扫描血管造影(Optical Coherence Tomography Angiography, OCTA), 三维光学相干断层扫描(3-Dimensional Optical Coherence Tomography, 3D-OCT), 高清晰度光学相干断层扫描(High-definition Optical Coherence Tomography, HD-OCT)等。文章主要对OCT技术在良恶性疾病的诊断和应用方面进行综述, 客观分析其优缺点, 并对其发展进行展望。

传统的舌诊信息主要由临床主观判断获取,缺乏客观、定量的度量手段,而且被诊人员自我状态的复杂性也会影响诊断结果的准确性。对此,提出一种基于自我舌象色谱比较分析的诊断方法。利用图像处理技术对健康舌象的正片与病变舌象的彩色负片进行叠加,选取舌象的信息敏感区域,同时采集数据,借助RGB和CIE Lab色彩模型之间的转换关系,得到离散的色谱分布特征,并结合定量参数范围进行健康状态的诊断。仿真与实验分析验证了该方法的可行性和正确性。该方法能够有效地改善舌象诊断效果,有利于推动中医舌诊技术的进一步发展。

激光技术逐步发展, 因其独特的相干性强、方向性优、单向性好等优势被广大患者需求, 从最早的红宝石激光、He-Ne激光, 到铒激光、钬激光、YAG激光等再发展到半导体激光、准分子激光器, 不同优势的激光器不断问世, 已广泛应用于临床疾病的诊断与治疗。20世纪70年代陆续报道了激光技术在儿科疾病的临床应用, 近些年临床应用报道逐步增多。主要对强激光、光动力疗法和弱激光三个方面在儿科某些病种的临床应用进行综述。

凭借非侵入、无损伤、高灵敏、高速率等优势,相移干涉技术已成为波前检测和相位测量的重要技术,也已被广泛应用于光学成像与测量等相关诸多领域。依据相移和光路特征对相移干涉技术进行了分类,对典型的时间相移和空间相移干涉技术进行了特征评析;继而依据相移技术的发展,列举了典型的相位恢复方法。针对发展的广义相移干涉技术,依据相移运算特征对各类典型相移获取方法进行了特征分类,继而讨论了广义相移获取方法中存在的问题和相应的解决方法。最后对相移干涉技术和相移获取方法的发展趋势作出了预测。