上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
细胞显微成像是生物学研究中进行细胞表型检测、获取细胞特征信息的重要手段。传统荧光成像技术是目前主要的细胞成像手段,但是荧光成像系统结构复杂、成本较高,而且特异性染色会对细胞造成损伤。针对此问题,研究了一种虚拟染色技术,使用多模态配准算法执行严格配准明场和荧光图像数据集,改进网络架构、损失函数、后处理、硬件适应性用于训练优化,并且通过虚拟染色评价标准对染色转换偏差进行验证。该方法可以降低荧光成像对荧光成像设备的依赖,无需各种复杂的染色操作,将会减轻生物研究、病理分析、疾病诊断流程的负担。
深度学习 细胞成像 虚拟染色 deep learning cellular imaging virtual staining
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院光学仪器与系统教育部工程中心,上海 200093
3 东南大学电子科学与工程学院信息显示与可视化国际合作联合实验室,江苏 南京 210096
随着元宇宙概念的逐渐火爆,用于虚拟现实和增强现实(VR/AR)的可穿戴近眼显示设备也获得了巨大的关注。一款终极的VR/AR头戴式设备必须将显示器、传感器和处理器集成在一个紧凑的外壳中,人们可以长时间舒适地佩戴,同时提供良好的沉浸式体验和友好的人机交互体验。面向视觉舒适度的设计理念对于下一代VR/AR设备至关重要。在众多可以提供三维视觉效果的显示技术中,全息显示技术能够提供包含所有三维观看线索的真实自然的三维显示效果,同时由于其衍射成像的特点在人眼视觉像差矫正及保持紧凑外形尺寸等方面都具有独特的优势,成为了未来近眼显示设备的潜在理想技术方案。在这篇综述中,从视觉舒适度的角度调研和总结了全息近眼显示技术的最新进展。首先在视觉感知的背景下介绍了人眼视觉系统,随后对全息近眼显示在动眼眶、视场角、散斑噪声、三维波前计算和全彩色显示等有关视觉舒适度的研究方向进行了全面综述,最后总结和讨论了全息近眼显示技术在未来的潜在应用场景。
成像系统 全息显示 近眼显示 增强现实 三维显示 激光与光电子学进展
2022, 59(20): 2011001
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
微透镜阵列是一种被广泛应用于光信息处理、光传感、光计算、光通信和高灵敏度成像等领域的精密光学元器件之一。通过一些先进的制造技术已经可以制造出不同几何形状、轮廓和光学特性的微透镜阵列。然而,由于三维微制造工艺的难度,使得高填充因子微透镜阵列中的微透镜很难实现紧密排列。提出了一种快速、低成本的微流体操纵技术,用于制备高填充因子微透镜阵列,且对其制备工艺进行了初步的演示。这种易于操作的制造技术适用于微透镜阵列的大批量生产,极大地提高了生产效率。通过预先制备出的三种不同尺寸(微柱直径分别为300、500、700 μm)的微柱,实现了与其对应不同形状和尺寸的微透镜阵列的制备,并搭建了一套光学成像系统以对这些微透镜阵列进行成像性能的评估。主要对微透镜阵列的焦距、成像精度和每个微透镜阵列中各个微透镜子单元成像的均一性进行测试,利用所提出的微流体操控技术制备的微透镜阵列具有良好的成像性能,有望能够被应用到三维成像、光均匀化等诸多应用中。
微透镜阵列 微加工 微流体操控技术 高填充率 microlens array micro-fabrication microfluid-manipulation techniques high-filling-factor 红外与激光工程
2021, 50(10): 20200476
Author Affiliations
Abstract
Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
A straightforward, cost-effective scheme for fabricating multi-focus droplet lens arrays is proposed. Mini lenses can be rapidly produced by dripping liquid-state polydimethylsiloxane droplets on the square glass substrate. The focal length of the lenses can be precisely controlled by adjusting the mass of the droplet. A group of prepared mini lenses can be flexibly assembled in a three-dimensional printed mount. The lenses are tightly packed together, ensuring a high filling factor of the lens array. The lens array consisting of the mini lenses with a proper combination of focal length can capture images of interests at different depth.
optical design and fabrication lenses Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 102201
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
为了提高成像品质,提出了一种新型液体透镜阵列镜头。先将油滴沉入弹性体底部形成具有可控焦距的单个液体平凸透镜,再通过唯一平台实验液体透镜阵列,制作液体透镜阵列。通过控制滴入硅胶基底的硅油液体体积大小,控制单个微透镜的折射面曲率和透镜焦距。通过位移平台,控制阵列中微透镜的排布和个数。透镜阵列制作方法简单且成本低,透镜抗挤压能力强,焦距可控,阵列规整,在制造过程中,可以控制镜头光圈和初始焦距,因此是一种实用性较高的透镜阵列。
液体透镜 焦距可控 聚二甲基硅氧烷 liquid lens focal length controllable polydimethylsiloxane(PDMS)
Author Affiliations
Abstract
Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
A rapid and cost-effective method for fabricating mini lens arrays is proposed. The lenses are made of silicone oil droplets and filled inside a polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer. The lens arrays of different initial focal lengths and apertures can be fabricated by using the droplets of different volumes. Due to good elastic behavior of PDMS, the droplet lenses can be flexibly deformed, and the focal length and numerical aperture can be tuned by applying an external force on the PDMS elastomer. Furthermore, an apparatus for focal length tuning is designed and employed in the imaging system.
220.0220 Optical design and fabrication Chinese Optics Letters
2018, 16(12): 122201