ss 空間光干涉顯微鏡(SLIM)技術(shù)背景：相襯顯微鏡可以無(wú)需染色觀察相位物體。大多數(shù)的活細(xì)胞是透明的(即相位物體)，光的吸收和散射都很弱，由細(xì)胞厚度或折射率變化來(lái)改變?nèi)肷涔獠ǖ奈幌喾植肌６搜壑荒芨惺芄鈴?qiáng)的變化，不能辨別位相變化。 解決這一困難需要將位相變化轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度的變化。生物學(xué)家采用對(duì)透明細(xì)胞的染色技術(shù)達(dá)到這一目的。但是，染色會(huì)對(duì)細(xì)胞的健康、結(jié)構(gòu)等帶來(lái)一系列影響，使得我們不能在顯微鏡下如實(shí)的觀察細(xì)胞的生命過(guò)程。Zernike發(fā)明的相襯顯微鏡通過(guò)改變直接透射光和相位物體微弱的散射光之間的位相關(guān)系，將空間的位相變化轉(zhuǎn)換成人眼可觀測(cè)的強(qiáng)度變化，使得透明相位物體無(wú)需染色即可清晰的觀察其內(nèi)部細(xì)節(jié)。 ...

一種橫向剪切干涉的專(zhuān)利技術(shù)，它可以直接測(cè)量穿過(guò)細(xì)胞的光束相位。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于極大的增強(qiáng)了觀察細(xì)胞是的對(duì)比度。而且Phasics的技術(shù)通過(guò)直接測(cè)量穿過(guò)標(biāo)本光束的相位，能夠提供關(guān)于標(biāo)本的大量信息。相較于熒光成像，Phasics技術(shù)不需要任何標(biāo)記，因此對(duì)于生物標(biāo)本沒(méi)有任何損壞。除此之外因?yàn)闇y(cè)量的是生物內(nèi)在的特性，而不是標(biāo)記染色，因此Phasics的信息更加可靠。最后，Phasics提供一個(gè)細(xì)胞更加完整的視圖：即使沒(méi)有染色，所有結(jié)構(gòu)也能夠清晰的顯示，這有助于更好的了解標(biāo)本及其相互作用。溶酶體測(cè)量然而，在某些場(chǎng)合下，將應(yīng)該成像和Phasics技術(shù)想結(jié)合會(huì)非常有趣。這篇文章中，我們將定位并且測(cè)量溶酶體 ...

經(jīng)是提高激光干涉引力波探測(cè)器性能的常用手段。靈敏度提高的重要性促使人們將量子關(guān)聯(lián)照明引入顯微鏡領(lǐng)域。量子關(guān)聯(lián)也被用于紅外光譜成像和光學(xué)相干層析的照明。然而，所有先前的實(shí)驗(yàn)使用的光強(qiáng)度比通常會(huì)出現(xiàn)生物物理?yè)p傷的光強(qiáng)度低 12 個(gè)數(shù)量級(jí)以上，并且遠(yuǎn)低于精密顯微鏡中通常使用的強(qiáng)度。因此，它們沒(méi)有提供絕對(duì)的靈敏度優(yōu)勢(shì)(在沒(méi)有量子關(guān)聯(lián)的情況下，使用更高的光功率可以實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度)。由于用于產(chǎn)生量子關(guān)聯(lián)的方法的局限性、且量子關(guān)聯(lián)產(chǎn)生后的脆弱性以及集成到精密顯微鏡中極具挑戰(zhàn)性等，表明將照明強(qiáng)度提高到與高性能顯微鏡相關(guān)的水平是一個(gè)長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)。相干拉曼顯微鏡是一種非線(xiàn)性顯微鏡，可探測(cè)生物分子的振動(dòng)光譜。它 ...

多模態(tài)空間光干涉顯微鏡(spatial light interference microscopy, SLIM)和落射熒光對(duì)載玻片進(jìn)行成像，覆蓋相同的視野(見(jiàn)圖1b)。對(duì)所得圖像進(jìn)行處理以提取與單個(gè)病毒顆粒相關(guān)的圖像對(duì)(見(jiàn)圖1c)。使用這些數(shù)據(jù)訓(xùn)練U-Net卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，熒光圖像作為ground-truth。U-Net輸出語(yǔ)義分割圖，即對(duì)各種病毒類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)和標(biāo)記的圖像(見(jiàn)圖1d)。（2）圖像采集。在相襯顯微鏡(Nikon Eclipse Ti倒置顯微鏡)上集成SLIM模塊(CellVista，Phi Optics，Inc.)采集熒光(ground truth)和SLIM(SLIM本質(zhì)上是嚴(yán)格 ...

，基準(zhǔn)點(diǎn)產(chǎn)生干涉圖案(下)，該干涉圖案被獨(dú)立的相機(jī)以高幀率記錄。衍射圖案的變化用于監(jiān)測(cè)樣品所經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖2：用于3D dSTORM成像、無(wú)監(jiān)督數(shù)據(jù)采集和活細(xì)胞單分子跟蹤的定制基準(zhǔn)實(shí)時(shí)亞納米聚焦和動(dòng)態(tài)聚焦參考文獻(xiàn)：Coelho, S., Baek, J., Walsh, J. et al. Direct-laser writing for subnanometer focusing and single-molecule imaging. Nat Commun 13, 647 (2022).DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-022-28219-6更 ...

的馬赫-曾德干涉儀 (MZI) 網(wǎng)格(mesh)可以實(shí)現(xiàn)任意矩陣乘法而不會(huì)產(chǎn)生基本損耗(fundamental loss)，這些架構(gòu)也很容易配置和控制。具體來(lái)說(shuō)，zui近的硅光子神經(jīng)形態(tài)電路已經(jīng)證明了使用相干光對(duì)矩陣向量乘法的奇異值矩陣分解實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，在硅芯片上制造的MZI實(shí)現(xiàn)了逐元素乘法。這種設(shè)計(jì)代表了使用光的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)z關(guān)鍵構(gòu)建模塊之一的真正并行實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代代工廠(foundry)可以輕松地批量制造這種類(lèi)型的光子系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)之一是 MZI 的數(shù)量隨著向量中元素?cái)?shù)量N以N2增長(zhǎng)，這是實(shí)現(xiàn)任意矩陣的必要結(jié)果。隨著光子電路尺寸的增加，損耗、噪聲和缺陷也成為更大的問(wèn)題。因此，構(gòu)建足夠準(zhǔn) ...

ehnder干涉光路。激光器出光經(jīng)過(guò)第一個(gè)半波片(HWP1)和偏振分光棱鏡(PBS)組合，分成物參光能量比可調(diào)(通過(guò)旋轉(zhuǎn)HWP1實(shí)現(xiàn))的物光和參考光。參考光路有第二個(gè)半波片(HWP1),用于調(diào)整參考光的偏振方向，使得最終的干涉對(duì)比度最大。物光和參考光的光路使用相同的物鏡，用于抵消物鏡引入的相位畸變。最終物光和參考光經(jīng)過(guò)分光棱鏡(BS,非偏振敏感)合束，被相機(jī)接收。通過(guò)旋轉(zhuǎn)BS以改變物光和參考光之間的夾角，以形成離軸干涉干涉光路。激光器輸出功率20mW(MSL-III-532,長(zhǎng)春新產(chǎn)業(yè))，25X/0.4物鏡(GCO-2114MO，大恒新紀(jì)元)。(2)植物細(xì)胞誘導(dǎo)脫水引起細(xì)胞核在一個(gè)大的范圍內(nèi)旋 ...

和參考光發(fā)生干涉計(jì)算得來(lái)。它的優(yōu)勢(shì)在于天然考慮了遮擋和視差線(xiàn)索，因此渲染準(zhǔn)確。但代價(jià)是計(jì)算量巨大。將CGH的一些計(jì)算預(yù)先存儲(chǔ)在查找表中可以降低計(jì)算的要求。通過(guò)在專(zhuān)門(mén)構(gòu)建的硬件加速器上執(zhí)行計(jì)算也可以加快計(jì)算的時(shí)間。盡管計(jì)算機(jī)全息領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但是從zui近的文獻(xiàn)來(lái)看，使用基于波前的算法計(jì)算的三維圖像的質(zhì)量仍然很難令人信服(見(jiàn)圖4)。這也證明了要再現(xiàn)完整詳細(xì)的全息圖像是多么的困難。圖4、文獻(xiàn)中基于波前的計(jì)算機(jī)生成全息圖的光學(xué)重建示例在許多情況下，使用基于波前的方法計(jì)算的全息圖像缺乏紋理(見(jiàn)圖4(2))。這是因?yàn)榧y理的渲染需要考慮到材料表面精細(xì)的細(xì)節(jié)，而計(jì)算機(jī)還無(wú)法達(dá)到這種層次的細(xì)節(jié)。機(jī) ...

面板上，使用干涉圖案模仿來(lái)自物體的真實(shí)世界波前，從而使2D投影呈現(xiàn)3D效果。在全息圖的早期，帶有特殊涂層的照相底片用于記錄波前的幅度和相位信息。今天，使用計(jì)算機(jī)和顯示器生成全息投影。典型的計(jì)算機(jī)生成的全息圖由算法計(jì)算并使用空間光調(diào)制器進(jìn)行投影1。雖然一些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)系統(tǒng)使用顯示屏幕，如 OLED發(fā)射圖像或用清晰面板反射投影圖像，但先進(jìn)的全息技術(shù)是一種新興的、具有大眾市場(chǎng)潛力的AR可視化方法。基于計(jì)算機(jī)生成全息(CGH)顯示的AR設(shè)備示意圖。CGH上傳到空間光調(diào)制器上，參考光照射下的衍射光通過(guò)分束器的一個(gè)方向到達(dá)人眼，真實(shí)環(huán)境通過(guò)分束器的另一個(gè)方向進(jìn)入人眼，形成組合帶有AR圖像的背景環(huán)境圖像 ...

光電二極管中干涉式雙光子吸收自相關(guān) (TPAA) 的方法以及用于一階、二階和三階色散的自相關(guān)測(cè)量的示例。干涉測(cè)量自相關(guān)方法的優(yōu)勢(shì)在于它們易于實(shí)現(xiàn)并且適用于優(yōu)化大多數(shù)多光子成像應(yīng)用的激發(fā)效率。然而，就其無(wú)法提取實(shí)際脈沖形狀和相位而言，使得它們從根本上受到限制，因此，通常假設(shè)高斯或雙曲正割 (sech) 整形函數(shù)。針對(duì)這種情況，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列與顯微鏡非常匹配的更復(fù)雜的脈沖測(cè)量技術(shù)；即頻率分辨光開(kāi)關(guān) (FROG) 和用于直接電場(chǎng)重建的光譜相位干涉測(cè)量法 (SPIDER) ，它們能夠提供額外的信息。此外，多光子脈沖內(nèi)干涉相位掃描 (MIIPS)不僅可以測(cè)量脈沖，還可以對(duì)其進(jìn)行整形。有許多論文詳細(xì)介紹 ...