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百飞秒级脉宽的宽带超连续谱光源的产生被引量：3: 2020年; 实现了一种适合于相干拉曼光谱探测的宽带超连续谱光源的方法,使用1 064nm飞秒激光泵浦全正色散光子晶体光纤,并用光栅对对脉冲进行压缩,最终获得了脉宽178fs,频谱范围处于760~1 300nm的超连续谱光源.对超连续谱脉冲的时间频谱结构进行了分析,未经过压缩的超连续谱的脉冲宽度达到1.43ps,不同频率的成分之间延迟较大,但基本上呈线性平滑分布,因此可以使用光栅对进行色散补偿;此外,提高泵浦光的功率虽然能够增加光谱展宽,但会引入高阶色散,并不利于色散补偿.最后,使用该超连续谱搭建的三色相干反斯托克斯拉曼散射光谱探测系统,测量了苯甲腈溶液的相干反斯托克斯拉曼散射信号光谱,同时获得了3 200cm-1范围内的所有振动模式,验证了该超连续光谱的性能.; 刘正一刘双龙黄艾旺刘伟陈丹妮; 关键词：超连续光谱非线性光学光子晶体光纤超短脉冲

高效双螺旋点扩展函数相位片的设计与实验研究被引量：7: 2013年; 双螺旋点扩展函数具有随离焦连续旋转变化的特性,结合单分子定位方法可用于厚样品三维超分辨成像及分子定位追踪研究.但双螺旋点扩展函数不足之处是光能利用率低,对于光子数受限的荧光显微成像而言其应用受限.本文通过对双螺旋点扩展函数在空域、频域和拉盖尔-高斯模式面等三个不同域中进行约束优化.模拟结果表明,优化后的双螺旋点扩展函数的光能效率提高了30多倍.同时,基于最优设计方案制备了相位片,并实验验证了该设计的正确性.与文献报道相比较,本文结果在成像深度和光能利用率方面都有所改善.; 李恒于斌陈丹妮牛憨笨; 关键词：超分辨成像轴向定位优化算法

高精度实时主动轴向防漂移系统研究被引量：4: 2015年; 基于单分子定位的荧光纳米分辨显微成像中,系统漂移会使得单分子定位出现额外偏差,从而使重构图像的分辨率降低,造成图像模糊.因此,对系统漂移量的控制至关重要.近年来,防漂移的方法层出不穷.本文针对其中一种利用光学测量原理和引入负反馈的防漂移方法做了系统的研究,分析了其原理和实现过程,对整个系统进行了误差分析,通过实验标定了整个防漂移系统的精度.该系统可以主动实时地校正漂移量,实现了显微镜轴向9.93 nm的防漂移精度.与现有商用的显微镜自带的防漂移装置相比,防漂移精度提高了一个量级.; 霍英东曹博于斌陈丹妮牛憨笨; 关键词：四象限探测器

利用LIBS技术区分皮内痣组织与真皮组织: 2018年; 在激光除痣手术中,医生需依靠肉眼判断痣组织与正常组织边界,导致大量病例存在痣组织清除不完全而复发.本研究提出通过激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)辅助激光除痣手术.将LIBS技术用于激光除痣手术中,通过实时反馈所清除组织的光谱信息,达到完全清除痣组织,避免术后复发的目的.以4组病例的皮内痣组织与真皮组织为对象,采用Ca元素在393. 4 nm和396. 8 nm与Na元素在589. 0 nm和589. 6 nm的特征峰建立数学模型,应用该模型将皮内痣组织与真皮组织区分开,区分成功率达97. 5%.; 祝铭陈秉灵罗腾王梦涵詹淑霞刘丽炜屈军乐Tymish Y OHULCHANSKYY; 关键词：原子光谱学激光诱导击穿光谱皮内痣真皮组织

基于累积量标准差的超分辨光学涨落成像解卷积优化被引量：3: 2016年; 超分辨光学涨落成像方法通过计算一组随机闪烁图像序列的累积量来提高空间分辨率.在实际实验中,由于计算的图像序列帧数有限,每个像素上累积量估计的误差将显著影响重构图像的均匀性和连续性.传统超分辨光学涨落成像技术由于缺乏对累积量估计的误差分析,在其后续的Lucy-Richardson解卷积算法中,没有对累积量重构图像的噪声添加约束条件.本文利用基于单组有限长数据的累积量标准差公式,计算了超分辨光学涨落显微图像每个像素上的累积量标准差,并将结果引入Lucy-Richardson解卷积算法中作为迭代优化的偏差阈值.模拟和实验结果表明,在相同图像序列长度下,该优化方法显著提高了超分辨重构图像的均匀性和连续性;在同等图像质量下,该方法可缩短图像序列帧数至原来的一半以下,有望用于活细胞动态超分辨成像.; 王雪花陈丹妮于斌牛憨笨; 关键词：累积量

基于环形抽运光的红外超分辨显微成像方法被引量：1: 2016年; 本文提出一种突破衍射极限的红外显微成像方法,该方法基于抽运-探测模式,采用了环形而非高斯型强度分布的抽运光,由于样品在环形光强度峰值附近区域达到吸收饱和,因此当高斯分布的探测光随后到达样品时,只有环形光的中心区域才能吸收探测光的能量,而且吸收区域随着环形光的强度增加而减小.这意味着,如果以被吸收的探测光能量作为该成像系统的信号,本文提出的方法可以使系统的分辨率超越衍射极限的限制.本文模拟了不同环形光能量下成像系统的空间分辨率,结果表明:当环形光能量为100 n J、探测光能量为0.1 n J时,该方法的理论分辨率在236 nm,比传统红外显微成像系统分辨率提高了约14倍.; 刘鸿吉刘双龙牛憨笨陈丹妮刘伟; 关键词：红外吸收超分辨成像衍射极限锁相放大器

基于DH-PSF与DG结合三维荧光动态成像重构方法研究及处理结果: 2018年; 针对超分辨成像方法景深不够的局限性,发展了具有超大景深的三维超分辨成像系统,通过点扩展函数的改造,形成携带有三维信息的双螺旋点形式,同时结合变形光栅能够在12μm轴向范围内实现荧光分子的实时位置信息获取,为了精确地获得荧光分子的定位,利用模式识别方法实现图像重构,通过系统标定获取匹配图像,利用相关性计算以及拟合算法获取分子的三维位置信息。实验验证,该方法可以高效实现图像信息获取,为DH-PSF与DG结合方法实现三维成像奠定了基础。; 李恒陈丹妮陈丹妮屈军乐; 关键词：三维成像

宽带相干反斯托克斯光谱显微成像技术的实验研究被引量：2: 2018年; 由于该成像系统采用的超连续谱光源,可以满足所观测样品本源分子在0~4 000cm-1内的所有拉曼振动活性模式同时共振增强,在探测光的作用下,同时产生宽带相干反斯托克斯拉曼散射信号。然后,根据不同的化学键进行光谱图像重构,可以获得反映不同化学键在样品中的分布的图像。对110nm的纯的聚苯乙烯珠所形成的具有一定厚度的薄膜,通过改变探测激光与超连续谱脉冲之间的时间重合度,测量形成的相干反斯托克斯拉曼散射信号的时间分布迹线图,通过其中的1 000cm-1的化学键强度信号进行指数衰减曲线拟合,得出具体的退相时间,与文献中已报道的三色CARS的退相时间相比,判断是否属于三色CARS。为了检验系统在实际生物学成像中存在的问题,我们开展了活体小鼠组织生物学应用成像实验,对记录的数据在2 940cm-1的CARS信号进行图像重构,获得CH化学键在组织中的分布,然后,对重构图像直接使用小波变换的去噪方式进行图像去噪,去噪后的图像具有比较清晰的轮廓,结果表明,对于对比度比较强的CARS共振信号,直接使用小波变换的去噪方式就可以获得比较好的图像效果。但是,对于信噪比比较差的共振信号,使用这种处理方法是不合适的,需要使用别的方法,先获取好的信号对比度,再根据感兴趣的化学键进行图像重构,然后,再经过小波变换对图像去噪,图像不仅会变得清晰平滑,而且,具有较好的视觉感官效果。; 侯国辉陈秉灵罗腾刘杰林子扬陈丹妮屈军乐; 关键词：拉曼光谱小波变换

相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术研究被引量：6: 2016年; 基于全量子理论对相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)过程进行了分析,在此基础上搭建了单频CARS显微成像系统,获得了不同尺寸聚苯乙烯微球高对比度的CARS显微图像.为了标定成像系统的空间分辨率,采用逐点扫描方式对直径为110 nm聚苯乙烯微球成像,从而重构出系统的点扩展函数.结果表明:该CARS显微成像系统的横向空间分辨率约为600 nm,而由阿贝衍射极限决定的理论空间分辨率约为300 nm.分析了导致分辨率降低的原因,并提出了解决方案.为实现纳米分辨的CARS显微成像打下了坚实的基础.; 刘双龙刘伟陈丹妮屈军乐牛憨笨; 关键词：显微成像分辨率

双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术的实验研究: 2017年; 双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射同属于三阶非线性效应,二者之间的差异与联系是一个值得研究的问题.本文基于自行搭建的超连续谱近红外宽带相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统进行光谱成像,同时通过理论与实验对比分析了双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射图像存在差异的原因.结果表明,具有亚微米以上横向分辨率的相干反斯托克斯拉曼散射成像系统,可以使用较大尺寸的荧光珠进行双光子荧光成像,通过解卷积得到双光子荧光成像的系统分辨率,并将它近似等效于相干反斯托克斯拉曼散射成像系统的当下分辨率.如果需要得到相干反斯托克斯拉曼散射成像系准确的分辨率结果,就必须使用尺寸比相干反斯托克斯拉曼散射成像系统实际分辨率小的球形样品进行实验测量.; 侯国辉罗腾陈秉灵刘杰林子扬陈丹妮屈军乐; 关键词：拉曼光谱荧光非线性光学

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