在荧光显微镜中，微弱的荧光信号一般淹没于较强的激发光中，显微镜的成像质量在很大程度上取决于提取微弱荧光信号的能力。目前，荧光显微镜均根据荧光与激发光波长的差异，采用频率滤波法滤除激发光，实现图像增强。但该方法不仅对滤光片要求高，而且对荧光和激发光的波长有严重的依赖性。基于激发光与荧光在偏振态上的差异，提出了一种用于荧光显微镜的正交偏振滤波图像增强技术。研究表明，正交偏振滤波图像增强技术能够显著地提高成像质量，对光学元件性能参数的要求大幅度降低。丰富了从强激发光中提取弱荧光信号的技术手段，为今后解决波长可调谐的多光谱荧光显微镜、白光照明多光谱荧光显微镜等技术上的瓶颈提供了参考。

We present a miniature fluorescence sectioning microscope which uses a diode-pumped solid-state (DPSS) laser as the light source and a fast translating diffuser to produce dynamically changing speckle patterns onto the back aperture of the objective to illuminate the sample. Optical sectioning, which originates from the statistical characteristics of laser speckles, is obtained by calculating the contrast of a series of fluorescence images. High contrast fluorescence sectioning images of bovine pulmonary artery endothelial (BPAE) cells are obtained. The image quality is similar to that of the images acquired by standard laser scanning confocal microscope (LSCM). Compared with LSCM, the laser speckle fluorescence microscope (LSFM) presented in this letter has many advantages, such as simple configurations, low cost, compact, and easy to operate, which makes it possible to have wide spread applications in biomedicine.

提出了一种可广泛适用于截断光束和非截断光束的广义M2因子测量的实验方法和相应的数据处理方法。在利用广义强度二阶矩计算光束束宽时,以积分角谱范围能够包含光束总能量的75%以上作为积分范围的选取标准,并遵循现有的国际标准化组织(ISO)规定的测量步骤和方法对截断高斯光束的广义M2因子进行了测量,并将不同截断参量时的实验结果与理论计算结果进行了比较,证明了该方法的正确性。研究结果表明,根据该方法测量截断光束M2因子时,只须将非截断光束M2因子测量的数据处理部分进行适当修正,而无需增加其他硬件开销,该方法简便易行且测量步骤仍可遵循国际标准化组织规定。

根据平顶光束模型和部分相干光理论,推导出部分相干平顶光束的光谱传输公式,并定量研究部分相干平顶光束在自由空间传输时光谱特性的变化,详细分析了不同阶数的平顶光束在传输过程中的轴上光谱的演变规律以及光源的光谱宽度、空间相干参量等对光谱特性的影响。研究结果表明,部分相干平顶光束在自由空间传输时,光源的光谱宽度、空间相干参量对相对谱移量影响较大,但对光谱分布随传输距离的总体变化趋势影响较小,而光谱分布随传输距离的总体变化趋势主要由平顶光束的阶数所决定。

在波数K为复数的情况下，对部分相干光强度二阶矩及M2因子的定义进行了修正。以部分相干高斯谢尔模型(GSM)光束为例，讨论了光束在介质中传输时M2因子的变化。研究结果表明，部分相干光束在增益或损耗介质中传输时的M2因子与光束在无增益无损耗介质传输时的M2因子具有不同变化特性，此时，M2因子不仅只与部分相干光的相干参量β有关，且随着传输距离B和表征介质增益(或损耗)特征Ki的增大而增大(或减小)；随着相干长度σ0的具体尺寸、波数实部Kr的减小而增大(或减小)。为控制光束质量提供几种有效的途径。

推导出以模式间相互独立的厄米-高斯光束为基底的部分相干平顶光束的模系数和M2因子的解析式,对部分相干平顶光束的模分解及合成进行了研究.研究结果表明,随着光束阶数M及表征光束相干性的参数w0/v0的增加,基模的份额减小,M2因子增大.采用模式间相互独立的厄米-高斯光束叠加的方法合成部分相干平顶光束的光强矩形分布与光束M2因子二者无法同时兼顾,即若要求空间分布非常接近矩形,则光束的M2因子较大,若要求光束的M2因子较小,则只能降低对光强矩形分布的要求.在实际工作中,可以通过选择恰当的基底基模高斯?馐氖叽缫约翱刂聘髂Ｊ降墓夤β?由模式间相互独立的厄米-高斯光束合成部分相干平顶光束.

光束传输M2因子是表征激光束的有用参量。利用矩形函数的复高斯函数的近似展开方法,给出部分相干光通过硬边光阑后强度二阶矩的近似计算公式,由此可得到部分相干光通过硬边光阑后的推广M2因子。以有振幅调制和相位畸变光束为例,推导出相应的推广M2因子的解析表达式,通过数值计算对提出的近似算法的计算精度进行了分析。研究结果表明,使用该近似方法计算得到的推广M2因子的计算误差小于1％,且通过该方法可直接得到相应的近似解析计算公式,从而使计算得以简化,并有效地提高了计算效率。