Author Affiliations
Abstract
Department of Biomedical Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
Single-molecule localization microscopy (SMLM) enables three-dimensional (3D) investigation of nanoscale structures in biological samples, offering unique insights into their organization. However, traditional 3D super-resolution microscopy using high numerical aperture (NA) objectives is limited by imaging depth of field (DOF), restricting their practical application to relatively thin biological samples. Here, we developed a unified solution for thick sample super-resolution imaging using a deformable mirror (DM) which served for fast remote focusing, optimized point spread function (PSF) engineering, and accurate aberration correction. By effectively correcting the system aberrations introduced during remote focusing and sample aberrations at different imaging depths, we achieved high-accuracy, large DOF imaging (8 μm) of the whole-cell organelles [i.e., nuclear pore complex (NPC), microtubules, and mitochondria] with a nearly uniform resolution of approximately 35 nm across the entire cellular volume.
Photonics Research
2024, 12(4): 821
作者单位
摘要
南方科技大学生物医学工程系,广东 深圳 518055
由于衍射极限的存在,传统的光学成像手段无法观测细胞器结构及细胞器之间的相互作用。单分子定位显微成像技术作为三种超分辨技术中分辨率最高的成像技术,为生命科学领域的研究提供了重要手段。大视场高通量单分子成像技术具有分辨率高、成像范围大和成像时间短等特点,在生物医学领域广泛用于观察和分析复杂的生物结构和功能。从基于硬件扫描的拼接成像技术、基于大面阵sCMOS的大视场高通量成像技术、大景深单分子定位成像技术、高通量数据分析技术4个方面回顾近年来大视场高通量单分子定位技术的研究进展。最后,对大视场高通量单分子定位成像技术的发展方向进行展望。
高通量 大视场 单分子定位显微镜 超分辨成像 
激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618004
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Photonic Chips, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
2 School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
3 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd., Shanghai 201206, China
4 College of Medical Instruments, Shanghai University of Medicine and Health Sciences, Shanghai 201318, China
Edge detection for low-contrast phase objects cannot be performed directly by the spatial difference of intensity distribution. In this work, an all-optical diffractive neural network (DPENet) based on the differential interference contrast principle to detect the edges of phase objects in an all-optical manner is proposed. Edge information is encoded into an interference light field by dual Wollaston prisms without lenses and light-speed processed by the diffractive neural network to obtain the scale-adjustable edges. Simulation results show that DPENet achieves F-scores of 0.9308 (MNIST) and 0.9352 (NIST) and enables real-time edge detection of biological cells, achieving an F-score of 0.7462.
diffractive neural network edge detection phase objects 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011102
作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学材料与冶金学院(稀土学院),内蒙古 包头 0140101
2 内蒙古自治区新金属材料重点实验室,内蒙古 包头 014010
3 白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心,内蒙古 包头 014010
通过试验观察和数值模拟研究了关键工艺参数(激光功率、扫描速度和激光能量密度)对选区激光熔化316L不锈钢样缺陷的影响,结果表明,孔隙是造成致密度降低的最主要原因。不同类型孔隙的产生与工艺参数特别是激光能量密度密切相关。激光能量输入不足(E<52.778 J/mm3),特别是熔池宽度不够是造成未熔合孔隙的关键原因。激光能量输入过高(E≥93.056 J/mm3)时,熔池温度过高和尺寸过深,是导致匙孔形成的重要因素。而气孔很难完全消除,但合理控制避免过高激光能量输入有利于降低气孔尺寸。通过合理调整工艺参数,致密度可以达到99.62%。
激光技术 选区激光熔化 工艺参数 致密度 孔隙 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0514007
作者单位
摘要
南方科技大学生物医学工程系,广东 深圳 518055
单分子定位显微成像广泛应用于亚细胞结构的三维空间解析。传统的单分子定位分析方法依赖于点扩展函数(PSF)模型拟合,制约了一些较为复杂的PSF模型的应用。深度学习的出现正在逐渐改变单分子定位的分析方法,有望用来分析复杂的PSF模型,并能提供新的方向和思路。介绍了深度学习在单分子定位、稀疏图像重建、PSF设计和高内涵信息提取等方面的应用,并介绍了目前主流的数据模拟方法。最后对深度学习在单分子定位显微成像领域内的发展方向进行了展望。
显微 单分子定位显微镜 深度学习 超分辨 点扩展函数 
中国激光
2022, 49(24): 2407206
李一鸣 1,2杨霖 3王晓浩 1单硕楠 1[ ... ]李星辉 1,2,4,*
作者单位
摘要
1 清华大学深圳国际研究生院,广东 深圳 518055
2 鹏城实验室,广东 深圳 518055
3 工业和信息化部电子第五研究所,广东 广州 511370
4 清华-伯克利深圳学院,广东 深圳 518055

集成电路制造中光刻工艺特征尺寸不断减小,制造商对套刻误差指标的要求逐步提升,对具有亚纳米精度的套刻误差测量技术与系统有极为迫切的需求。针对该需求,对比介绍了基于衍射原理的套刻测量(DBO)和基于图像的套刻测量(IBO)技术原理与特点;在对比分析中,针对具有更高精度测量能力的DBO路线,梳理了其技术发展脉络,对DBO技术中存在的挑战和未来的发展方向进行了论述。所述内容有望为我国先进节点光刻机的独立自主开发提供技术参考。

光刻工艺 集成电路 基于衍射的套刻误差测量 基于图像的套刻误差测量 
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922023
张馨 1,2张江华 3李仪茗 1殷科 3[ ... ]江天 1,2,*
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科技大学北京学科交叉中心, 北京 朝阳 100020
3 军事科学院国防科技创新研究院,北京 丰台 100071
中国激光
2021, 48(1): 0116002
作者单位
摘要
1 上海理工大学上海市介入医疗器械工程研究中心,教育部应用光学仪器重点实验室,上海 200093
2 上海电缆研究所,上海 200093
光纤的几何参数影响着光纤的光学传输和机械性能等,是衡量光纤质量的重要指标。近场光分布法是国标GB 15972.20-2008中推荐的几何参数测量方法。该方法在对光纤纤芯的测量中需对光纤通光照明,以区分纤芯和包层的边界。通光的纤芯端面是一个边缘并不清晰的发光亮斑,因而无法准确判断纤芯与包层的真实边缘。本文分析了光纤内光传播模场的分布,理论上光纤模场电磁矢量的解满足贝塞尔函数,但在近似情况下也可以用高斯函数代表光纤模场分布。因此本文利用高斯函数拟合光纤纤芯端面灰度分布,进而由拟合后的高斯函数得到纤芯与包层的真实边缘。本方法是对国标GB15972.20-2008的测量方法的进一步完善。实验测量结果表明,当光纤的切割效果不佳或成像质量较差时,模场灰度分布的高斯函数拟合法仍能保证测量的重复精度和测量数据的稳定性。
光纤几何参数 模场分布 高斯函数 边缘提取 optical fiber geometry parameters mode distribution Gaussian function edge detect 
光电工程
2020, 47(4): 190247
作者单位
摘要
1 河南理工大学计算机科学与技术学院, 河南 焦作 454000
2 上海大学通信与信息工程学院, 上海 200444
为满足互联网多业务背景下各方对于安全性的更高要求,平衡因引入安全机制造成的高代价问题,通过分析软件定义光接入网(SDOAN)所面临的通信安全挑战,提出了一种基于加密生成地址(CGA)算法与哈希生成地址(HGA)算法相结合的轻量级安全身份认证加密机制(CH-CNA)。该机制遵循OpenFlow协议的信息交互方式,通过引入无第三方参与的CGA算法和HGA算法,以此分别完成通信节点之间的首次认证绑定和非首次认证绑定。在认证绑定过程中可有效防止攻击者伪造、篡改认证交互消息,从而建立起面向接入网的端到端可信连接。采用OMNeT++网络仿真软件对提出的CH-CNA机制进行了测试,实验结果表明,该机制在保证通信节点之间安全性交互的同时,降低了平均计算开销和因恶意攻击引起的阻塞率,符合轻量级的定义要求。
光通信 协议 软件定义网络 认证 加密生成地址算法 哈希生成地址算法 
光学学报
2019, 39(9): 0906002
作者单位
摘要
1 上海理工大学上海市介入医疗器械工程研究中心,上海 200093
2 上海电缆研究所,上海 200093
无论是通讯光纤还是医用光纤,光纤的几何参数总是评价其质量的重要指标。灰度法是国标 GB15972.20-2008中的建议方法,但该方法在拟合过程中会出现拟合圆与椭圆的中心不重合,存在测量原理上的缺陷。且当光纤的切割效果与照明条件发生改变时,往往导致测量数据的不稳定并带来误差。本文用更符合光纤端面实际的任意椭圆函数 (非标准椭圆),且仅用这一种函数拟合的方法求取光纤几何参数,从而从根本上消除由圆拟合与椭圆拟合的中心不一致带来的原理缺陷。同时,由于在计算各个参数时不需要图像分布灰度的具体值,从而降低了对测量条件的要求。实验表明,本文方法能有效提高仪器测量结果的稳定性和一致性。
光纤几何参数 灰度法 椭圆函数拟合 optical fiber geometry gray scale method ellipse curve fitting 
光电工程
2019, 46(5): 180319

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!