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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • 具有改进空间分辨率的高度纵向偏振相干反斯托克斯拉曼散射显微镜

    摘要： 我们提出一种通过相位调制增强纵向偏振分量并提高径向偏振相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微镜空间分辨率的方法。在泵浦光束上施加特制相位图案以抑制焦区径向偏振场分量。经此调制后，计算得出纵向与径向偏振CARS场的强度比从2.57提升至14.7，对120纳米聚苯乙烯微球的CARS成像模拟显示：无论是前向还是后向检测，空间分辨率均实现超过3倍的提升。该方法有望推广至其他非线性光学成像模式以增强纵向偏振分量。

    关键词： 空间分辨率、显微镜技术、相位调制、纵向偏振、相干反斯托克斯拉曼散射

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 材料科学与工程参考模块 || 超分辨率荧光显微镜

    摘要： 显微镜超分辨率技术多年来一直吸引着研究人员。突破看似根本性的极限始终是个挑战。自2014年诺贝尔化学奖授予受激发射损耗（STED）显微镜和定位显微镜以来，人们持续改进这些技术，例如通过降低样本辐射暴露。超分辨率这一术语指的是突破经典分辨率极限，该极限通常以阿贝分辨率极限或瑞利两点分辨率判据来定义。这两个指标都很可靠，尤其是阿贝极限提供了一个只能通过根本性新方法（几乎像"技巧"）才能突破的硬性限制。瑞利认识到他的判据具有任意性，但认为其足够可靠。该判据最初针对自发光物体的非相干成像定义，后来其适用范围扩展到相干和部分相干系统，再延伸至共聚焦显微镜及其他技术发展。这通常通过所谓的"广义瑞利分辨率判据"实现：当两点间中点图像强度为该点自身强度的0.735倍时，即视为刚好可分辨。研究发现，在此数值附近，两点间距的微小变化会导致图像对比度快速改变。

    关键词： 阿贝分辨率极限、瑞利判据、定位显微技术、受激发射损耗、超分辨率、显微镜技术

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 部分相干照明无透镜显微镜的实验分析与设计策略

    摘要： 无透镜显微镜相比传统显微镜通过简单配置即可实现大视场成像（FOV），因其成本效益和便携性在资源有限地区极具吸引力。LED和激光二极管（LD）凭借小巧封装和低成本优势，均展现出作为无透镜显微镜（尤其是便携式）合理照明源的潜力。然而根据全息定理，复杂光场重建算法需将光源视为高度相干光源，而LED和LD仅能提供部分相干照明。本文系统性地实验分析了部分相干照明下无透镜显微镜的成像性能，涵盖LED/LD照明下的自动对焦、不同LED空间相干度下的成像表现以及LED/LD照明条件下的成像效果?；诜治鼋峁颐翘岢隽宋尥妇迪晕⒕瞪杓频南喙亟崧?，认为这些实验与结论能为实践中构建兼顾硬件参数的低成本无透镜显微镜提供有效指导。

    关键词： 计算成像、数字全息术、显微镜技术、便携式成像设备、相位恢复

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 扫描电子显微镜入门指南 || 扫描电子显微镜的组成部分

    摘要： 如图2.1照片所示，扫描电子显微镜（SEM）的主要组件包括电子柱、样品室和计算机控制系统。这些组件用于实现显微成像和微区化学分析的各项功能。SEM仪器可能配备二次电子探测器、背散射电子探测器、能谱仪（EDS）、低真空探测器、电子背散射衍射（EBSD）探测器等。其中部分设备对基础成像并非必需，但在更高要求的显微应用中发挥着日益重要的作用。用户需要持续操作SEM主要组件，这直接影响所获图像和分析结果的质量。除核心组件外，真空泵、水冷机及电子器件等辅助设备也是系统不可或缺的组成部分，缺少它们SEM将无法运行——但这些设备通常在后台自动运行，几乎无需用户干预。现代SEM通过计算机控制，但所获图像质量很大程度上取决于操作者设定的输入参数。因此必须研究SEM及其各组件的工作原理，掌握如何利用该技术获取高质量图像和可靠的成分分析数据。

    关键词： 显微化学分析、电子柱、能量色散X射线光谱仪、样品室、背散射电子探测器、计算机控制系统、二次电子探测器、扫描电子显微镜、显微镜技术、电子背散射衍射探测器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • SLIM显微镜技术可用于观察专为牛精子介导基因转移设计的含DNA脂质体

    摘要： 裸露的DNA已被证实能自然结合精子，这种方法称为精子介导的基因转移（SMGT）?；谡庑┕鄄?，我们利用脂质体研究了外源DNA与精子结合的效率。本实验中，我们分析了冷冻解冻牛精子的筛选方法，并评估了外源DNA与这些精子的结合情况。为确定最佳筛选方法，我们采用计算机辅助精液分析（CASA）。分别使用Percoll或上游法筛选精子后，与脂质体-DNA复合物共孵育长达3小时。分别在1小时和3小时后收集样本。我们以增强型绿色荧光蛋白（eGFP）结合脂质体作为外源DNA结合的标记物。每种筛选方法设置五个处理组：(1)无孵育、无脂质体和无DNA；(2)仅孵育、无脂质体和无DNA；(3)孵育含脂质体但无DNA；(4)孵育含脂质体和1μg DNA；(5)孵育含脂质体和10μg DNA。CASA检测显示，Percoll组对照组与其他处理组在总活力和快速运动力方面存在统计学显著差异（P<0.01），而上游法则无此现象，因此选择上游法作为最佳筛选方法。为确认脂质体-DNA复合物是否结合精子，采用实时PCR检测GFP DNA，并通过空间光干涉显微镜（SLIM）分析精子图像。SLIM证实精子头部和尾部存在脂质体。

    关键词： 绿色荧光蛋白、精子、脂质体、SLIM、显微镜技术、精子介导的基因转移

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于机器学习逆向设计的三维矢量全息术

    摘要： 光的电磁波三维（3D）矢量特性不仅在科学领域具有基础性作用，更推动了光学显示、显微成像及光操控等颠覆性应用的发展。然而传统光学全息术仅能处理光束的振幅与相位信息，完全无法触及光的三维矢量特征。我们展示了一种基于多层感知器人工神经网络的机器学习逆向设计方法，可精确重建波前上任意三维矢量场分布，实现三维矢量全息术。该技术无需透镜即可重建三维矢量全息图像，具备94°超宽视角和78%高衍射效率——这对悬浮显示至关重要。研究成果开创了利用光矢量特性的人工智能全息新范式，为显示与加密领域中的全息三维矢量场复用提供了全新机器学习策略。

    关键词： 操控、显微镜技术、人工神经网络、逆向设计、光学显示、机器学习、三维矢量全息术

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2018年IEEE国际自动化会议/智利自动控制协会第23届大会(ICA-ACCA) - 智利康塞普西翁(2018.10.17-2018.10.19)] 2018年IEEE国际自动化会议/智利自动控制协会第23届大会(ICA-ACCA) - 基于傅里叶叠层成像的低成本高分辨率显微镜技术

    摘要： 我们展示了一款基于廉价物镜、LED照明矩阵和3D打印部件等简单组件的先进低成本计算显微镜。通过在树莓派上实现傅里叶叠层显微技术（FPM），我们能够获取并合成具有宽视场和高分辨率的图像。我们展示了初步成果，目标是项目结束时向社区推出包含组装图、3D模型及完整集成系统的FPM算法的低成本套件，使其能像在学校中那样以相对简单的操作进行使用和配置。

    关键词： 计算成像、相位恢复、显微镜技术、傅里叶叠层成像

    更新于2025-09-22 22:12:04

  • 利用拉曼成像显微镜检测活癌细胞及组织中药物处理诱导的代谢变化

    摘要： 胶质瘤、纤维肉瘤及其他癌症中的异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）突变会产生一种新型代谢物D-2-羟基戊二酸，该物质被认为会诱发肿瘤发生。这种代谢物的产生还会导致细胞代谢出现脆弱性，例如降低NADPH水平。为利用这一脆弱性，我们采用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）补救途径抑制剂FK866处理携带IDH1突变的胶质瘤和纤维肉瘤细胞，观察到这些细胞存活率下降。为探究抑制剂FK866的作用机制，我们运用拉曼成像显微镜技术发现用药后蛋白质和脂质含量减少。拉曼成像显示用药细胞与未处理细胞相比，细胞内脂质分布存在差异。我们采用核磁共振波谱（NMR）和质谱技术鉴定出改变的脂质类别。综合分析表明，在体外环境中，脂质含量减少（影响膜形成）导致细胞分裂能力下降。但FK866药物在体内未表现出同等效力。拉曼成像显微镜检测显示，与细胞实验相比，治疗组与未治疗组小鼠组织中的脂质分布呈现相反趋势。这些结果证明了拉曼成像显微镜技术在识别和量化癌细胞及组织代谢变化中的作用。

    关键词： NAD+合成、组织成像、单细胞成像、显微镜技术、拉曼光谱法、纤维肉瘤IDH1

    更新于2025-09-23 01:26:07

  • 通过共聚焦显微镜和吸附动力学曲线测量乳粉中的有效扩散系数

    摘要： 本文描述了一种基于实时可视化荧光染料渗透喷雾干燥乳粉（包括脱脂乳粉、乳蛋白浓缩物和乳清蛋白分离物）单个颗粒的新方法，用于测定乳粉中局部扩散系数。通过向水相中添加聚乙二醇（PEG）作为粘度调节剂（水相罗丹明与PEG的比例分别为1:0、1:1、1:3和1:4）来控制复水过程。利用共聚焦激光扫描显微镜图像分析获得实时有效扩散率数值，并通过光学方法测量颗粒尺寸。结果表明：所有乳粉的复水速率均高度依赖颗粒尺寸，有效扩散率随颗粒尺寸增大呈线性增长，并据此关系计算了所有粒径分布的液相平均有效扩散率。采用Guggenheim-Anderson-de Boer（GAB）水分吸附等温线模型对宽范围水分活度下的水分吸附行为进行模拟。气相体系的有效扩散率显著高于液相体系。本新方法所得结果与既往文献报道基本一致，表明该方法可用于测定单个粉末颗粒的水合情况。

    关键词： 显微镜技术，食品粉末，复水，共聚焦，扩散

    更新于2025-09-23 21:15:08

  • 基于波导平台实现二维材料中光学活性缺陷的大视场成像

    摘要： 单分子定位显微镜（SMLM）是一种强大的工具，常用于生物样本的纳米级光学成像。最近，该方法被应用于研究二维（2D）材料中的光学活性缺陷。这类缺陷不仅能改变二维材料的力学和光电特性，还能带来新功能，使其成为集成纳米光子学和量子传感的有前景平台。然而，大多数SMLM方法的视场仅限于约50×50微米2，不足以对二维材料进行高通量表征。此外，二维材料本身也带来额外挑战——其纳米级厚度阻碍了光学活性缺陷的有效远场激发。为克服这些限制，我们在此提出一种基于波导的平台，通过类全内反射激发实现二维材料的大视场成像。我们利用该平台对化学气相沉积（CVD）生长的六方氮化硼（hBN）中点缺陷进行最大100×1000微米2范围的大规模表征，并展示了其在二维材料缺陷关联成像与高通量表征中的潜力。

    关键词： 缺陷、显微镜技术、成像、波导、二维材料、超分辨率

    更新于2025-09-12 10:27:22