科研儀器集成化的基本是采用標(biāo)準(zhǔn)件，實現(xiàn)定制和非標(biāo)儀器系統(tǒng)的搭建（2018年由黑龍江大學(xué)劉書鋼教授與中國科學(xué)院大學(xué)史祎詩教授共同提出），圖1就是集成化儀器的一個典型案例。圖1采用標(biāo)準(zhǔn)件的形式，搭建出一臺科研測量級別的偏振光方向檢測儀，采用了黑龍江大學(xué)的發(fā)明（）技術(shù)。搭建的系統(tǒng)具有簡潔、有基準(zhǔn)、穩(wěn)定，可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)一體化等優(yōu)點。（圖中光學(xué)機械件全部由銳光凱奇提供）該系統(tǒng)的全部零件通過鎢鋼籠杠連接成為一體，對外界環(huán)境的影響能夠減少到小，這使得儀器集成化成為可能。而目前業(yè)界還基本完成不了整個系統(tǒng)的集成化功能，可以提供子系統(tǒng)（全部系統(tǒng)中的一個部分）?？蒲袃x器集成化由于技術(shù)門檻比較高，目前還未在公開報道中報道了國內(nèi)外企業(yè)可以實現(xiàn)這個功能，作者希望通過此文以饗讀者，與同行交流。光學(xué)系統(tǒng)的搭建基礎(chǔ)是什么光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成其實是一個典型的光、機、電+控制的組合，下邊分別簡單介紹。1.基本光學(xué)元件的功能組成儀器系統(tǒng)的基本光學(xué)元件如圖2所示，可以大致分為透鏡、棱鏡、反射鏡、濾光片、偏振片、衰減片、物鏡、光源、傳感器、光譜儀（可以歸結(jié)到傳感器，由于它的功能性比較強，單獨列出）等等。北京光學(xué)測量系統(tǒng)，咨詢位姿科技（上海）有限公司；浙江光學(xué)測量制作公司
這種技術(shù)利用了1000—1700納米之間的第二近紅外（NIR-Ⅱ）光譜，這一范圍光譜的散射較少，可使顯微熒光成像的深度達到光擴散深度極限的4倍。在各種疾病的動物模型中，熒光顯微鏡經(jīng)常被用來對大腦的分子和細胞細節(jié)進行成像。但此前，由于皮膚和顱骨的強烈光散射影響，熒光顯微鏡于小體積和高度侵入性的操作。此次研究表明，3D熒光顯微鏡可幫助科學(xué)家以非侵入性方式，高分辨率地觀察成年小鼠大腦。該顯微鏡有效覆蓋了大約1厘米的視野。對于這項新技術(shù)，研究人員通過靜脈給一只活老鼠注射熒光微滴，其濃度在血流中形成稀疏分布。追蹤這些流動的目標(biāo)能夠重建小鼠大腦深層腦微血管的高分辨率圖。這種方法消除了背景光散射，并且是在頭皮和頭骨完好無損的情況下進行的，有趣的是，研究人員還觀察到相機記錄的光斑大小與微滴在大腦中的深度有很強的相關(guān)性，這使得深度分辨成像成為可能?！鴪D。(a)去除頭皮后通過小鼠腦血管系統(tǒng)的熒光染料灌注的WF圖像。(b)靜脈注射微滴懸浮液后為同一只小鼠獲得的相應(yīng)DOLI圖像。(c)、(d)(a)和(b)中指示的ROI的放大視圖。SSS，上矢狀竇；ACA，大腦前動脈；MCA，大腦中動脈；TS，橫竇?！鴪D。(a)熒光染料灌注后小鼠頭部穿過完整頭皮的WF圖像。。福建光學(xué)測量醫(yī)學(xué)儀器吉林 光學(xué)測量系統(tǒng)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；
即使在國內(nèi)外的一些科研院所依然還在被使用。3、光學(xué)系統(tǒng)的搭建基礎(chǔ)是什么？光學(xué)系統(tǒng)（OpticalSystem）是指由透鏡、反射鏡、棱鏡和光闌等多種光學(xué)元件按一定次序組合成的系統(tǒng)。通常用來成像或做光學(xué)信息處理，可以實現(xiàn)各種檢測。曲率中心在同一直線上的兩個或兩個以上折射（或反射）球面組成的光學(xué)系統(tǒng)稱為共軸球面系統(tǒng)，曲率中心所在的那條直線稱為光軸。我們可以簡單地理解為兩個以上的光學(xué)元件組合使用，就構(gòu)成了光學(xué)系統(tǒng)。在光學(xué)平臺上搭建光學(xué)系統(tǒng)時，光軸是以光學(xué)平臺為基準(zhǔn)參考。目前傳統(tǒng)的每一個單獨調(diào)整架與光學(xué)平臺是有參考基準(zhǔn)的，但是系統(tǒng)中兩個調(diào)整架之間無基準(zhǔn)系統(tǒng)，這是搭建光學(xué)系統(tǒng)的困難所在，通過觀看視頻1可以了解到細節(jié)。另外這種老式的光學(xué)調(diào)整架還面臨一些實際問題。比如，調(diào)整架一旦固定在光學(xué)平臺上，除了高度可以調(diào)節(jié)之外前后左右都不能移動調(diào)整，如圖4b，盡管出現(xiàn)了很多調(diào)節(jié)裝置如圖4a。圖4（左）調(diào)整架的各種調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，（右）固定后不能在移動從圖4不難看出，調(diào)整是非常的不方便?？偨Y(jié)出一句話就是，老式的光學(xué)機械是無基準(zhǔn)系統(tǒng)，而且無法判斷系統(tǒng)中元件之間的共軸誤差，很難搭建出符合設(shè)計要求的系統(tǒng)。
光學(xué)被動消熱差設(shè)計實現(xiàn)了光學(xué)系統(tǒng)-40℃~60℃溫度范圍內(nèi)的無熱化設(shè)計。對目標(biāo)進行探測除了需要高性能的光學(xué)設(shè)計外，對目標(biāo)的輻射特性以及大氣傳輸特性的研究也十分必要。論文[3]針對現(xiàn)有空基紅外系統(tǒng)對作用距離的影響因素考慮較少的問題，開展空寂紅外系統(tǒng)作用距離建模研究，構(gòu)建了綜合目標(biāo)輻射特性、大氣溫度和紅外系統(tǒng)高度等因素的探測模型，在指導(dǎo)小目標(biāo)探測系統(tǒng)設(shè)計方面具有一定的應(yīng)用前景。與對空探測相比，采用航空光學(xué)成像的手段對海探測是近年來新興的熱點。論文[4]考慮了對海成像和海上目標(biāo)識別的應(yīng)用需求，建立了海面微面元的偏振雙向反射分布函數(shù)模型。與傳統(tǒng)的紅外強度成像相比，紅外偏振成像可以提供更多海面細節(jié)信息，目標(biāo)與海面的偏振特性差異更加明顯，對比度更高。光學(xué)系統(tǒng)在制造過程中需要對光學(xué)元件的面型進行檢測。通常依靠干涉測量技術(shù)實現(xiàn)這一目的。論文[5]提出了一種針對傳統(tǒng)窗口傅里葉變換相位提取算法中選取小尺寸窗口線性相位誤差的改進方法，確定了可使線性相位誤差度達到比較大的比較好窗口尺寸選取原則，線性誤差程度得到了明顯提高。與單一波段的成像相比，光譜成像能夠獲得更豐富的景物信息，在應(yīng)用中越來越受到重視。光學(xué)測量系統(tǒng)裝置的使用方法，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；
基準(zhǔn)技術(shù)（例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性，基準(zhǔn)相對于相機的角度響應(yīng)），基準(zhǔn)點的固定（例如，插入的可重復(fù)性，基準(zhǔn)點和標(biāo)記之間的機械松弛），標(biāo)記的制造（例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)的質(zhì)量），標(biāo)記的相對姿勢，標(biāo)記的速度和整體延遲，缺少局部遮擋，與術(shù)前現(xiàn)場登記相關(guān)的殘留錯誤，術(shù)前測量/成像儀的準(zhǔn)確性，外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)確。特別是對于光學(xué)追蹤系統(tǒng)，固有追蹤精度高度取決于：相機的分辨率，基線（攝像機之間的距離），堅固性（機械，熱和老化穩(wěn)定性），在工作空間中基準(zhǔn)點的位置和角度，圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)和準(zhǔn)確性先進的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個測量體積中將單個基準(zhǔn)步進移動2000個點以上。由于使用坐標(biāo)測量機（CMM）精確測量了點的位置，因此每個設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細調(diào)整。通常，CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實際上，當(dāng)執(zhí)行在，期望的均方根（RMS）精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請注意，工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的（[X，Y]和Z的誤差有所不同）。在整個工作空間中。佛山光學(xué)測量系統(tǒng)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；福建光學(xué)測量醫(yī)學(xué)儀器
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關(guān)于腹腔鏡探頭腹腔鏡超聲是指在醫(yī)學(xué)超聲成像設(shè)備上連接專業(yè)的腹腔鏡下使用的換能器（探頭），并使之直接接觸腹腔內(nèi)臟器而成像的超聲檢查方式。通過腹腔鏡超聲檢查，可以在腹腔鏡手術(shù)中獲得清晰的臟器內(nèi)部聲像圖，精確定位病灶和重要的組織結(jié)構(gòu)（如：重要的血管、膽管等）的實時空間位置，為準(zhǔn)確切除病變和減少組織損傷提供影像的引導(dǎo)。為了給腹腔鏡超聲引導(dǎo)的介入醫(yī)治提供準(zhǔn)確的影像引導(dǎo)，腹腔鏡超聲換能器（探頭）上設(shè)計了一個獨特的穿刺引導(dǎo)通道，配合超聲聲像圖上相應(yīng)的穿刺引導(dǎo)線，可以實現(xiàn)非常精確的腹腔鏡超聲引導(dǎo)下的介入醫(yī)治。但是，由于建立氣腹后，腹壁和腹腔內(nèi)的臟器距離增加，使得手術(shù)醫(yī)生在選擇腹壁進針點時非常困難，必須和換能器陣列呈一直線，并且在穿刺通道的延伸線上，否則無法順利將消融針插入穿刺通道。為了克服這個困難，我們設(shè)計了一個可以插入腹腔鏡超聲換能器（探頭）穿刺通道的裝置——埃恪鐳（Acculaser）腹腔鏡超聲光學(xué)定位導(dǎo)航裝置。二、裝置實物圖三、臨床應(yīng)用優(yōu)勢埃恪鐳腹腔鏡超聲光學(xué)定位導(dǎo)航裝置，一端是能夠插入穿刺通道棒狀物，另一端是能夠發(fā)射纖細光束的低功率（）激光發(fā)射器。當(dāng)該裝置插入腹腔鏡超聲換能器（探頭）后。浙江光學(xué)測量制作公司
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