連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-01-08

在體光纖成像記錄系統(tǒng)在成像速度和分辨率方面還存很多不足。在成像系統(tǒng)的傳輸矩陣測(cè)試階段,必須采用SLM 實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制,而SLM 器件的響應(yīng)速度比較低,幀率只能達(dá)到幾百赫茲,一些特殊的器件可以達(dá)到20 kHz,但對(duì)于像素為100pixel×100pixel的成像區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)成像,成像速率只能達(dá)到2 frame/s,在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性。SLM 器件的光效率較低,體積較大,不利于系統(tǒng)集成和結(jié)構(gòu)微型化。單光纖成像系統(tǒng)需要預(yù)先測(cè)定光纖的傳輸特性(即光纖傳輸矩陣),而傳輸矩陣會(huì)受光纖形態(tài)(如彎曲、壓力和溫度)的影響。如果光纖在使用過(guò)程中受到外界的擾動(dòng),那么傳輸矩陣會(huì)發(fā)生變化,對(duì)成像產(chǎn)生較大影響。在體光纖成像記錄用于生成首先一光束。連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理

連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理,在體光纖成像記錄

在體光纖成像記錄用于生成首先一光束,以使所述首先一光束經(jīng)過(guò)所述首先一多模光纖到達(dá)所述光纖耦合器,并經(jīng)過(guò)所述第三多模光纖照射至待成像物體;所述首先一光束經(jīng)所述待成像物體反射得到第二光束,所述第二光束經(jīng)過(guò)所述第三多模光纖到達(dá)所述光纖耦合器,并經(jīng)過(guò)所述第二多模光纖到達(dá)所述圖像采集裝置;所述圖像采集裝置,用于根據(jù)所述第二光束,生成所述待成像物體的初始圖像??蛇x的,所述光纖成像系統(tǒng)還包括:擴(kuò)束器和衰減器;所述擴(kuò)束器位于所述激光器與所述首先一多模光纖之間;所述衰減器位于所述擴(kuò)束器與所述首先一多模光纖之間;所述激光器的輸出端口的中心點(diǎn)、所述擴(kuò)束器的中心點(diǎn)、所述衰減器的中心點(diǎn),以及所述首先一多模光纖的另一端的中心點(diǎn)位于同一直線上。徐州在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纖成像記錄在體生物發(fā)光成像不需要外部光源激發(fā)。

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在體光纖成像記錄光學(xué)相干是濾除散射光的物理機(jī)制。反射光可以作為相干光,而由于散射光散射的位置不同,造成光路長(zhǎng)度的差異,再加上光源的相干長(zhǎng)度極短,使得散射光失去了相干的性質(zhì)。在光學(xué)相干斷層掃描設(shè)備中,光學(xué)干涉儀被用來(lái)檢測(cè)相干光。從原理上說(shuō),在體光纖成像記錄可以將散射光從反射光中濾除,以得到生成圖像的信號(hào)。在信號(hào)處理過(guò)程中,可以得到從某一次表面反射的反射光深度和強(qiáng)度。三維圖像可以通過(guò)類似聲納和雷達(dá)的掃描來(lái)構(gòu)建。在已經(jīng)引入醫(yī)學(xué)研究的無(wú)創(chuàng)三維成像技術(shù)中,光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)與超聲成像都采用了回波處理技術(shù),因此他們的原理相似。其他的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)如計(jì)算機(jī)斷層掃描、核磁共振成像以及正電子發(fā)射斷層掃描都沒(méi)有利用回聲定位的原理。

目前大部分高水平的文章還是應(yīng)用生物發(fā)光的方法來(lái)研究活的物體動(dòng)物體內(nèi)成像。但是,熒光成像有其方便,直觀,標(biāo)記靶點(diǎn)多樣和易于被大多數(shù)研究人員接受的優(yōu)點(diǎn),在一些植物分子生物學(xué)研究和觀察小分子體內(nèi)代謝方面也得到應(yīng)用。對(duì)于不同的研究,可根據(jù)兩者的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)要求,選擇合適的方法。例如利用綠色熒光蛋白和熒光素酶對(duì)細(xì)胞或動(dòng)物進(jìn)行雙重標(biāo)記,用成熟的在體光纖成像記錄進(jìn)行體外檢測(cè),進(jìn)行分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究,然后利用生物發(fā)光技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)檢測(cè),進(jìn)行活的物體動(dòng)物體內(nèi)研究。在體光纖成像記錄還應(yīng)保持標(biāo)本相對(duì)位置和形態(tài)的一致。

連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理,在體光纖成像記錄

在體光纖成像記錄成像原理熒光物質(zhì)被激發(fā)后所發(fā)射的熒光信號(hào)的強(qiáng)度在一定的范圍內(nèi)與熒光素的量成線性關(guān)系。熒光信號(hào)激發(fā)系統(tǒng)(激發(fā)光源、光路傳輸組件)、熒光信號(hào)收集組件、信號(hào)檢測(cè)以及放大系統(tǒng)。發(fā)射的熒光信號(hào)的波長(zhǎng)范圍一般在可見(jiàn)到紅外區(qū)域的居多。因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)越長(zhǎng)對(duì)組織的穿透力越強(qiáng),所以對(duì)于能夠發(fā)射出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的近紅外熒光的材料是我們所追求的。目前有很多熒光染料已經(jīng)商業(yè)化,用于對(duì)細(xì)胞內(nèi)部的各個(gè)細(xì)胞器進(jìn)行染色,呈現(xiàn)出不同波長(zhǎng)的發(fā)射光,從而有利于對(duì)單個(gè)生物功能分子的體內(nèi)連續(xù)追蹤,詳細(xì)地記錄其生理過(guò)程。在體光纖成像記錄需要許多數(shù)據(jù)點(diǎn)。連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理

在體光纖成像記錄可以達(dá)到很高的分辨率。連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理

在體光纖成像記錄科研人員從光源掃描方式、光束偏轉(zhuǎn)方式和重建算法等方面開(kāi)展研究。采用一個(gè)點(diǎn)陣光源,用電控的方法掃描不同方向的光束。與現(xiàn)有的振鏡掃描系統(tǒng)相比,該方法結(jié)構(gòu)緊湊,掃描速度快,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。利用聲光偏轉(zhuǎn)器件可實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn),并結(jié)合波導(dǎo)器件實(shí)現(xiàn)多模光纖成像。對(duì)于單光纖成像系統(tǒng),盡管實(shí)際測(cè)量時(shí)只需拍攝一次圖像,但在傳輸矩陣的構(gòu)建、相位場(chǎng)的計(jì)算以及圖像重建過(guò)程中,計(jì)算量大、計(jì)算時(shí)間長(zhǎng),因此新的算法也在不斷被研究。目前單光纖成像技術(shù)水平與實(shí)際應(yīng)用需求之間還有較大距離,但成像方法和關(guān)鍵部件技術(shù)的快速進(jìn)步為將來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化、全固態(tài)和算法嵌入提供了有力支持。連云港實(shí)時(shí)光纖記錄原理