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在工业自动化和精密测量领域，激光位移传感器已成为不可或缺的电工工具。无论是检测生产线上的微小偏差，还是监控配电系统中设备的振动幅度，其高精度和非接触式测量的优势显著提升了效率与安全性。然而，面对市场上琳琅满目的型号（如基于激光二极管或光纤元件的产品），许多工程师在选型和应用中仍存在困惑。本文将深入解析激光位移传感器的工作原理、核心参数及典型场景，助您全面掌握
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传播动作电位的全场干涉成像
目前，细胞动作电位的检测主要依赖电信号记录或感知钙浓度/跨膜电压的外源性荧光探针。钙成像时间分辨率较低，而电压指示剂易受光毒性、光漂白和热效应影响。本研究报道了通过检测整个细胞膜运动实现单次动作电位的全场干涉成像。利用与电信号记录同步的电影帧进行尖峰触发平均分析，我们发现放电HEK-293细胞在动作电位期间产生高达3纳米（0.9毫弧度）的形变，上升时间为4毫秒。光学记录的尖峰时程与电信号波形完全匹配。由于相机散粒噪声极限（约2毫弧度/像素）限制了单帧动作电位检测，在全光学尖峰检测中以50kHz频率采集图像，并将50帧合并为1毫秒步长以实现单像素0.3毫弧度的灵敏度。通过基于迭代扩展空间平均感兴趣区域的自我增强灵敏度算法，可将提取的动作电位模板与光学记录进行匹配来检测单个尖峰。该方法无需外源标记物或电极即可实现传播动作电位的全场全光学成像。
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光电信息科学与工程实验方案
1. 实验设计与方法选择：本研究采用与多电极阵列（MEA）记录同步的定量相位显微镜（QPM）技术来检测动作电位期间的细胞形变。 2. 样本选择与数据来源：将表达电压门控钠通道和钾通道的转基因HEK-293细胞培养在透明MEA上。 3. 实验设备与材料清单：使用超发光二极管（SLD）和超连续谱激光器进行照明，高速相机进行成像，以及定制的61通道MEA系统进行电信号记录。 4. 实验流程与操作步骤：对细胞进行照明并以高帧率捕获相位图像，通过脉冲触发平均法和自增强灵敏度算法分析相位变化。 5. 数据分析方法：采用傅里叶域处理提取相位图像，并使用模板匹配进行脉冲检测。
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