影具有無創、空間分辨率高、無電離輻射等多種優勢，為子宮異常和宮內病變提供了一種很有前景的診斷方法。此外，膀胱也是泌尿系統中的一個中空器官，負責儲存和控制尿液。膀胱熒光成像有助于精確監測容量變化，這可能與包括貯積障礙在內的下尿路癥狀有關。圖6顯示了NIR-IIx熒光成像精確顯現了體內的深層細節，具有推動臨床醫學成像的強大潛力。(4) 通過 NIR-IIx 區域周圍的熒光寬視野顯微鏡進行大深度斷層掃描。用戶友好的熒光寬視場顯微鏡作為一種經典技術，經常用于細胞或組織切片成像。近年來，寬視場顯微鏡的成像窗口已轉移到NIR區域。如今，NIR-II熒光寬視場顯微鏡已成功穿透~800μm的大腦深度。然而，盡 ...

透鏡，并以高空間分辨率恢復圖像，但視野受掃描儀偏轉角的限制。另一種方法為寬場照明，使用多芯光纖或光纖束進行檢測，其中纖芯傳輸場景的圖像像素。在這種情況下，由于纖芯之間的串擾和像素化偽影，圖像質量會下降。此外，減少纖芯的數量可以縮小體積，但視野會隨之變小，同時上述效果(串擾和像素化偽影)變得更加明顯。此外，基于寬場照明和使用微透鏡成像的手持顯微鏡zui近已被證明用于自由移動小鼠的大腦成像。但是，不管采用何種不同的方法，大多數方法使用的頭端透鏡都在成像探頭的小型化與其成像性能之間進行了權衡。微型化的物理尺寸限制是腦成像的一個特殊問題，因為探針植入不可避免地會破壞此類研究旨在了解的復雜神經回路。zu ...

，并且重建的空間分辨率比傳統折射光學低一個數量級。此外，現有的學習去卷積方法僅限于標準編碼器-解碼器架構的變體，例如U-Net，并且通常無法推廣到實驗測量或處理大像差。近來提出了一些新的成像器，如單光學元件相機、無透鏡相機等。單光學元件替代多個光學元件的堆疊，減小了尺寸，但是由于低衍射效率，其成像性能無法與商用成像器相比。即使其最成功的案例也由于焦距大于10mm使得小型化失敗。無透鏡相機用振幅掩膜替代光學元件來縮小尺寸，但是空間分辨率嚴重受限，采集時間變長。當前不足：目前各種逆向設計技術已經被用于meta-optics的設計。但是由于內存要求過高，現有的端到端優化框架無法擴展到大孔徑尺寸，并且 ...

很高的時間和空間分辨率，光路中的介質可以是線性或者非線性的。數字全息的應用包括光學輪廓和變形測量、波前傳感、相對較短距離的三維輪廓分析(與LIDAR技術的數百公里相比)、生命科學的顯微鏡和納米顯微鏡、粒子成像測速、層析和激光散斑對比(contrast)成像，以及通過計算機生成的全息圖在光遺傳學、數據存儲或虛擬和增強現實的近眼顯示器等領域產生復雜的三維波前等。文章創新點：德國馬克斯·普朗克量子光學研究所的Edoardo Vicentini(一作)和Nathalie Picqué(通訊)提出一種雙光梳數字全息術，可以獲得每一個光梳線下的復數全息圖。其潛在應用包括遠距離精確尺寸測量(無干涉相位模糊) ...

掃描方向上的空間分辨率。組合從多個視圖獲取的圖像體積進一步提升體積分辨率。舉例說明，體積分辨率提升5.3倍：從335nmX285nmX575nm提升到225nmX165nmX280nm。(4)動態三維結構光顯微成像。一維結構光使得采集速度下降了15倍(因為每個方向采集5張圖，共三個方向)，因此不適合實時超分辨應用。在這里，訓練一個殘差信道注意力網絡(residual channel attention network, RCAN)從衍射極限輸入預測一維超分辨圖像。當訓練數據所用樣本的方向是隨機的時候，只需要旋轉輸入圖像，然后重新作為訓練好的網絡輸入，再結合聯合解卷積，即可將一維超分辨拓展到二維 ...

理的限制，其空間分辨率與角度分辨率是一對矛盾量，無法同時獲得高空間分辨率和角度分辨率。文章創新點：基于此，清華大學的Jiamin Wu(第1作者)和Qionghai Dai(通訊作者)等人受果蠅復眼和攝影中亞像素偏移手段的啟發，提出了一種數字自適應掃描光場交互迭代層析顯微鏡(digital adaptive optical scanning light field mutual iterative tomography, DAOSLIMIT)技術。其具有高速、高分辨率3D成像、自適應光學像差校正和低光毒性的優勢。可實現225 X 225 X 16um3的體積成像，橫向分辨率高達220 nm，軸 ...

FOV) 和空間分辨率）上減小了體積采集時間，從而使 LFM 成為生物系統高速體積成像的有效工具之一，并具有低光損傷的特點。新的 LFM 技術已經證明了其能夠應用于功能性腦成像，在數十至數百微米的深度保持細胞級空間分辨率，體積采集時間為 10 毫秒級。甚至，該方法zui近已被證明用于觀察單細胞標本的結構和動力學，具有接近衍射極限的三維空間分辨率、數微米的成像深度（足以覆蓋單個細胞的大部分體積），以及毫秒級的采集時間。對于傳統的 LFM，微透鏡陣列 (MLA) 放置在寬視場顯微鏡的原生像平面 (native image plane, NIP) 上，并且光學信號以欠采樣方式記錄在 MLA 后焦平面 ...

法，可以以高空間分辨率對活體樣本在三個維度進行成像。然而，它們需要記錄大量二維圖像來產生三維體積，并且時間分辨率因相機需要采集多幀而受到影響。光場顯微鏡 (light-field microscopy, LFM) 已成為瞬時體積成像的首選技術。它通過將瞬態三維光場信息記錄在單個二維相機幀上，然后通過后處理恢復三維光場分布。由于 LFM 提供僅受相機幀速率限制的高速體積成像，它在各種應用展示了它的能力，例如神經元活動的記錄和體模中心臟動力學的可視化。當前不足：盡管LFM體積成像速度快，且取得了不少進展。但是由于其空間分辨率存在分辨率不均勻和分辨率低的缺點，以及重建速度慢、重建圖像存在偽影等問題， ...

0微米、橫向空間分辨率(d) 為 ~1 微米的 MPLSM 系統。給定條件為光源波長為1040 nm （對應于我們的 Yb:KGW 激光振蕩器），我們希望選擇一個滿足所需空間分辨率的物鏡，以及一對滿足在所需 FOV 上形成圖像的中繼透鏡。首先，讓我們根據空間分辨率的要求來選擇一個物鏡。雖然物鏡的特性將在第6節后面詳細討論，但我們注意到，在緊密聚焦激發光的雙光子激發下，橫向空間分辨率可以用對物體區域中強度分布的高斯擬合來很好地描述。空間分辨率為照明點擴散函數的平方的最大強度的1∕e半徑，定義為：其中，λ為照明光的波長，NA為物鏡的數值孔徑。我們將成像系統的橫向空間分辨率定義為IPSF2的1∕e2 ...

，又能實現高空間分辨率。表1 參數列表3.2 設備介紹SPAD5122是一個512×512像素的單光子雪崩二極管圖像傳感器。它可以使光子計數達到每秒10萬幀，讀出噪聲為零。 Global shut可以實現納秒級曝光，曝光偏移為18 ps。該陣列優化為低噪聲，典型的暗計數率小于25 cps。表2 SPAD5122參數圖3 PDP 特性曲線外觀以及通訊接口：3.3 影響數據的因素處理獲得的數據需要通過堆積校正，背景校正，降低噪聲等手段獲得理想的信息。由于攝像機存儲方案，記錄的信號不會與入射信號線性縮放。雖然這種校正方法有助于恢復入射衰減剖面，但堆積能顯著降低信噪比(SNR)。在計算相量時，必須考慮 ...