Appl 多模非線性?xún)?nèi)窺顯微成像探頭利用雙芯雙包層光纖和聚焦組合微光學(xué)概念技術(shù)背景：全世界人口中持續(xù)增長(zhǎng)的惡性腫瘤及生活方式誘導(dǎo)的疾病迫切需求一種新的、無(wú)創(chuàng)的、無(wú)標(biāo)記的成像模態(tài)用于早期在體疾病檢測(cè)。這些在體檢測(cè)包括常規(guī)的疾病狀態(tài)無(wú)創(chuàng)檢測(cè)、手術(shù)過(guò)程中的術(shù)中成像等。目前，許多研究表明，聯(lián)合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次諧波生成(second harmonic generation,SHG)、雙光子激發(fā)熒光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非線性顯微鏡，可以實(shí)現(xiàn)離體 ...

辨SHG成像多模光纖內(nèi)窺鏡技術(shù)背景：癌癥和纖維化疾病會(huì)以組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的形式表現(xiàn)出來(lái)，目前對(duì)這些疾病的醫(yī)學(xué)診斷主要基于活檢和隨后的非現(xiàn)場(chǎng)組織病理學(xué)手段。而使用微創(chuàng)技術(shù)，可以即時(shí)且原位地做出類(lèi)似診斷，這極大的減小了做出診斷的時(shí)間并且避免了重復(fù)手術(shù)的可能。基于此，被稱(chēng)為光學(xué)切片的先進(jìn)光學(xué)成像技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于微創(chuàng)成像。這種技術(shù)依靠各種各種的無(wú)標(biāo)記光學(xué)成像模態(tài)（通常是將這些模態(tài)結(jié)合起來(lái)一起使用），如相干反斯托克斯拉曼光譜（anti-Stokes Raman spectroscopy, CARS）、雙光子熒光、二次諧波生成（second-harmonic generation, SHG）成像等（參見(jiàn) ...

有的幾種使用多模光纖、多芯光纖或套管(cannula)的無(wú)透鏡內(nèi)窺鏡設(shè)計(jì)，存在對(duì)彎曲敏感、視野受限或無(wú)顏色分辨能力等缺點(diǎn)。（2）現(xiàn)有無(wú)透鏡相機(jī)有平坦的外形，但受圖像傳感器陣列和相關(guān)電子設(shè)備的尺寸限制，導(dǎo)致它們的橫向尺寸很大。因此，這些方法適合在應(yīng)用于組織表面，不適合植入組織深層成像。文章創(chuàng)新點(diǎn)：基于此，美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)的Jaewook Shin(第1作者)和Mark A. Foster(通訊作者)等人提出將編碼孔徑成像與多芯光纖相結(jié)合，創(chuàng)建了一個(gè)頭端(distal)無(wú)透鏡的顯微內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了小型化和寬視野。該顯微內(nèi)窺鏡對(duì)彎曲不敏感，能夠?qū)崿F(xiàn)彩色成像。視場(chǎng)980um，使用6000根纖 ...

合限制在一根多模光纖的一個(gè)共享體積內(nèi)的可擴(kuò)展光學(xué)學(xué)習(xí)算子(scalable optical learning operator,SOLO)解決方案。并通過(guò)用于單變量線性回歸、多變量線性回歸、面部圖像的年齡預(yù)測(cè)、音頻語(yǔ)音分類(lèi)和 X 射線圖像任務(wù)的 COVID-19 診斷等實(shí)驗(yàn)，證明了基于多模光纖的模擬光學(xué)計(jì)算機(jī)具有高能效、通用性，并且獲得的性能可與數(shù)字計(jì)算機(jī)相媲美。（1）將光學(xué)的三維連通性與光纖提供的長(zhǎng)相互作用長(zhǎng)度和橫向限制相結(jié)合，這使得在相對(duì)較低的光功率下實(shí)現(xiàn)光學(xué)非線性成為可能。（2）在多模光纖中密集支持的大量空間模式既保持了光學(xué)的傳統(tǒng)高并行度特性，又保持了緊湊的外形。（3）應(yīng)用百萬(wàn)像素空間光 ...

200um的多模光纖輸出。SLED模組(EXALOS RGB-SLED engines)單模光纖輸出，z大輸出功率5mW,中心波長(zhǎng)分別為635、510、450nm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：參考文獻(xiàn)：Yifan PengSuyeon ChoiJonghyun KimGordon Wetzstein,"Speckle-free holography with partially coherent light sources and camera-in-theloop calibration",Sci. Adv., 7 (46), eabg5040.DOI：https://www.scienc ...

具有高性能的多模成像顯微鏡。(1)成像裝置。405nm、488nm、561nm、647nm半導(dǎo)體激光器各自經(jīng)過(guò)半波片和二向色鏡后，合束進(jìn)入聲光可調(diào)諧濾光器(AOTF)。AOTF對(duì)入射光進(jìn)行開(kāi)關(guān)和功率控制。隨后，AOTF的出光經(jīng)過(guò)兩個(gè)分光棱鏡分成三束光，由反射鏡和振鏡反射耦合進(jìn)標(biāo)號(hào)為A、B、C三條寬帶單模光纖，振鏡用于調(diào)節(jié)耦合進(jìn)光纖的光功率。每一條寬帶單模光纖出光各自耦合進(jìn)一個(gè)共焦掃描模組，每個(gè)模組都包含一個(gè)MEMS線掃描儀、耦合光路、物鏡、卷簾相機(jī)。A、B、C三個(gè)模組按順序輪流采集。每個(gè)模組實(shí)行線掃描，卷簾相機(jī)的行掃描和線掃描照明對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)共焦。(2)采用去噪、三視圖解卷積模型，從低信噪比的各 ...

m以上。基于多模光纖的最細(xì)成像內(nèi)窺鏡，在其插入目標(biāo)的遠(yuǎn)端不需要大型的光學(xué)元件。具有三維成像能力的多模光纖內(nèi)窺鏡尺寸可至約100um。然而，多模光纖展示出了復(fù)雜的光學(xué)傳遞函數(shù)(OTF)，這歸因于模式混合和模式色散。要實(shí)現(xiàn)成像，多模光纖內(nèi)窺鏡需要依賴(lài)傳輸特性的校準(zhǔn)。這可以通過(guò)依序激發(fā)所有支持的光纖模式，然后使用數(shù)字全息或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)記錄光學(xué)傳遞函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。可編程的光學(xué)元件，如空間光調(diào)制器(SLM)預(yù)先編碼光纖近端的光場(chǎng)，以在光纖遠(yuǎn)端獲得想要的光場(chǎng)分布。這可以在光纖遠(yuǎn)端面產(chǎn)生聚焦和其它更復(fù)雜的光場(chǎng)模式。OTF與光纖的彎曲、波長(zhǎng)漂移、溫度變化強(qiáng)相關(guān)，這意味著需要實(shí)時(shí)原位校準(zhǔn)。但實(shí)際上校準(zhǔn)很復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn) ...

損耗更高。）多模光纖通常具有更高的數(shù)值孔徑，例如0.3。光子晶體光纖可能有非常高的值。較高的 NA 會(huì)產(chǎn)生以下后果：- 對(duì)于給定的模式區(qū)域，具有更高 NA 的光纖具有更強(qiáng)的導(dǎo)向性，即它通常會(huì)支持更多的模式。-單模制導(dǎo)需要更小的芯徑。相應(yīng)的模式區(qū)域越小，出光纖的光束發(fā)散角度越大。光纖非線性相應(yīng)增加。相反，大模式面積單模光纖必須具有低 NA。-低 NA 會(huì)增加隨機(jī)折射率變化的影響。因此，具有非常低 NA 的光纖可能會(huì)表現(xiàn)出更高的傳播損耗。-彎曲損耗減少；光纖可以彎曲更多才出現(xiàn)顯著的彎曲損耗。-如果纖芯變得有點(diǎn)橢圓，例如由于制造中的不對(duì)稱(chēng)性，這會(huì)導(dǎo)致雙折射。對(duì)于具有高 NA 的光纖，這種效果更強(qiáng)。- ...

型。這是在很多模態(tài)試驗(yàn)中發(fā)生的常見(jiàn)試驗(yàn)問(wèn)題。由于無(wú)法得到結(jié)構(gòu)的全部重要的模態(tài)活動(dòng)部分，造成可用的測(cè)點(diǎn)太少，以至于不能確定模態(tài)振型。進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)時(shí)，另一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是不愿意去測(cè)量結(jié)構(gòu)的相鄰部分。會(huì)做的典型解釋是，我們只對(duì)我們負(fù)責(zé)的結(jié)構(gòu)部分感興趣。我們對(duì)結(jié)構(gòu)的其他部分不感興趣，因?yàn)樗辉谖覀兊墓茌牱秶畠?nèi)。為了說(shuō)明這種說(shuō)法的問(wèn)題，我們可以再次利用這個(gè)簡(jiǎn)單框架。但這次只采集結(jié)構(gòu)內(nèi)部平面的測(cè)量結(jié)果和模態(tài)數(shù)據(jù)。我們很快可以發(fā)現(xiàn)，某些模態(tài)振型信息是主要由結(jié)構(gòu)外部所決定。如果沒(méi)有測(cè)量足夠多的信息來(lái)充分地描述模態(tài)振型，盲目地局限于所觀察的數(shù)據(jù)的時(shí)候，或許很難確定問(wèn)題的原因是什么。這個(gè)很好的例子使我想起了近期的 ...

頻帶之外的很多模態(tài)，且可能造成加速度計(jì)飽和，使得測(cè)量結(jié)果質(zhì)量不好。現(xiàn)在讓我們了解在模態(tài)試驗(yàn)中為什么還要制訂規(guī)則來(lái)遵守。可能很多時(shí)候有些試驗(yàn)我們想要提供某些指導(dǎo)，關(guān)于進(jìn)行試驗(yàn)的一些典型方法。這是為了有利于我們進(jìn)行測(cè)試，但在某些試驗(yàn)情況下這可能不是特別有用。但問(wèn)題是某些這類(lèi)“建議規(guī)則”被解釋為一成不變，宛如十誡。另外這些“建議規(guī)則”制訂的時(shí)間可能要追溯到20或更多年之前，當(dāng)時(shí)儀器設(shè)備不像今天的這樣好，其時(shí)，12位采集系統(tǒng)非常普遍。但是在有更好的設(shè)備以及24位采集系統(tǒng)普遍使用的情況下，今天這些規(guī)則可能不再迫切需要了。所以盡管我認(rèn)為“建議做法”顯然是需要的，但同時(shí)也認(rèn)為我們需要認(rèn)識(shí)到它們是建議的，并且 ...