間光調制器在點擴散函數（PSF）工程中的應用一、引言2014年諾貝爾化學獎揭曉，美國及德國三位科學家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner獲獎。獲獎理由是“研制出超分辨率熒光顯微鏡”，從此人們對點擴散函數(PSF) 工程的認識有了顯著提高。Moerner 展示了PSF 工程與Meadowlark Optics SLM 的使用案例，用于熒光發射器的超分辨率成像和3D 定位。PSF工程已被證明使顯微鏡能夠使用多種成像模式對樣本進行成像，同時以非機械方式在模式之間變化。這允許對具有弱折射率的結構進行成像，以及對相位結構進行定量測量。已證明的成像方式 ...

光譜波長處的點擴散函數的空間平移不變卷積的光譜積分，這種卷積成像模型具有計算復雜度低的優點。然而，空間光譜調制受到DOE高度圖(height map)的限制(即只有高度圖是唯yi可變的自由參數)，導致重建過程的不適定性顯著增加。文章創新點：基于此，哥倫比亞桑坦德工業大學的Henry Arguello(一作兼通訊)和美國斯坦福大學的Gordon Wetzstein等人利用DOE的緊湊性CCA豐富的光譜編碼優勢，提出了一種由DOE和CCA組成的平移變化彩色編碼衍射(SCCD)光譜成像系統，并使用端到端方法聯合設計具有可微分成像模型的DOE和CCA參數，以大限度地減少大量圖像上真實圖像和重建圖像之間 ...

。但是其存在點擴散函數各向異性、分辨率衍射受限、散射樣品中與深度相關的退化(degradation)和體積漂白等問題。文章創新點：基于此，美國國立衛生研究院的Yicong Wu(一作兼通訊)等人提出一種多視圖(multiview)共聚焦顯微鏡，在空間上從亞微米到毫米，在時間上從毫秒到小時級地增強共聚焦顯微鏡的性能。軸向和橫向分辨率提高兩倍以上的同時，還降低了光毒性。主要舉措有：(1)、開發緊湊型線掃描儀，能夠在大面積上實現靈敏、快速、衍射極限的成像；(2)、將線掃描與多視圖成像相結合，開發可提高分辨率各向同性并恢復因散射而丟失的信號的重建算法；(3)、采用結構光照明顯微技術，在密集標記的厚樣品 ...

可以將分布式點擴散函數(PSF)有意設計到成像系統中，從而獲得如單幀高光譜成像、單幀三維成像這樣的能力。在這種情況里，采用多路復用的光學器件通過將物空間中的每一點映射到成像傳感器上的分布式模式以將二維和三維信息編碼，然后利用解卷積算法從模糊或編碼的測量來重建編碼的清晰圖像或體積。現有的解卷積算法應用場景有限。現今已有多種解卷積算法。經典的有Wiener濾波(屬于closed-form方法)、Richardson-Lucy和快速迭代收斂閾值算法(屬于迭代優化方法)等。但是現有的解卷積方法往往需要精心挑選的先驗信息(如total variation和native sparsity)來提高圖像質量。 ...

，從此人們對點擴散函數 (PSF) 工程的認識有了顯著提高。Moerner 展示了 PSF 工程與 Meadowlark Optics SLM 的使用案例，用于熒光發射器的超分辨率成像和 3D 定位。 PSF工程已被證明使顯微鏡能夠使用多種成像模式對樣本進行成像，同時以非機械方式在模式之間變化。這允許對具有弱折射率的結構進行成像，以及對相位結構進行定量測量。 已證明的成像方式包括：螺旋相位成像、暗場成像、相位對比成像、微分干涉對比成像和擴展景深成像。美國Meadowlark Optics 公司專注于模擬尋址純相位空間光調制器的設 計、開發和制造，有40多年的歷史，該公司空間光調制器產品廣泛應用 ...

顯微鏡的有效點擴散函數(PSF)是光學照明點擴散函數和檢測點擴散函數的乘積。如圖1(b)-(e)所示，與外線照明相比，貝塞爾光束照明有效地降低了z方向PSF的延伸，表明貝塞爾照明可以提高軸向分辨率和背景消除。在貝塞爾束成像中，旁瓣可能是一個問題，但在該照明模式中，入口狹縫減少了旁瓣對成像的影響，因此是實現各向同性空間分辨率的關鍵因素。但是在貝塞爾照明時，較低的照度物鏡NA導致了較低的x方向空間分辨率。在狹縫掃描拉曼顯微鏡中使用貝塞爾束照明來觀察厚的生物樣品，并證明了與傳統外延線照明拉曼顯微鏡相比，在觀察球體時，圖像對比度和實際分辨率的提高。貝塞爾照明和狹縫共聚焦檢測相結合的背景還原和各向同性空 ...

之間的溫度的點擴散函數 (PSF) 沒有影響。3.玻璃基板的折射率是多少？答：在 500 nm 波長下，玻璃基板的折射率為 n=1.52。4.使用油浸物鏡工作時可能的Z高溫度是多少？答：我們結合高 NA 物鏡 (NA>1.4) 在油浸溫度高達 100 °C 的條件下測試了VAHEAT。不建議超過此溫度，因為物鏡可能會損壞并且浸油會開始分解。五、智能基板1.如何清潔我的智能基板？答：您可以使用乙醇、異丙醇或丙酮等有機溶劑清潔智能基板。您也可以使用 pH 值中性的清潔劑（例如 Extran 或 Hellmanex）。智能基板可承受超聲波清洗和氧等離子體處理。請避免使用強酸或強堿。基材與清潔劑 ...

噪比等參數對點擴散函數（PSF）的優化，更重要的是，SPINDLE可在無需掃描的情況下在單張圖像中將傳統成像系統的景深擴大10倍。在本文中，我們展示了如何將SPINDLE成像系統與傳統熒光顯微鏡結合使用以在所有三個維度（x、y、z）上實現亞衍射極限成像。SPINDLE可與任何高質量的科學相機兼容，無論是EMCCD還是sCMOS都可以提供定位顯微鏡所需的高信噪比圖像。使用SPINDLE和DH-PSF相位掩模版對細胞微管進行三維超分辨成像在本文中，我們證明了使用SPINDLE單通道模塊可以實現高精度、大深度的超分辨率重建。如圖1所示，使用Double Helix (DH-PSF) 的相位掩模版與S ...

信號是物體與點擴散函數的卷積非線性濃度依賴性線性濃度依賴性CARS的產生條件與SRS相同，但檢測方法不同。在SRS中，可以檢測到激勵束的強度增益和強度損失，而在CARS，反斯托克斯頻率下的新輻射ωaS = 2ωp?ωS 。CARS是由被稱為四波混合的光學參量過程產生的，在這個過程中能量在光場之間交換。這與SRS相反，SRS是光場和樣品之間的能量傳遞過程。這解釋了為什么如果Δω不匹配樣品的振動頻率，因此不受非共振背景的影響，SRS不能發生，因為樣品沒有吸收量子振動能量的本征態。盡管與自發拉曼散射顯微鏡相比，CARS在成像速度上有很大的優勢，但在生物醫學研究中尚未被廣泛接受。與其他顯微鏡技術相比， ...

度。對目標的點擴散函數沿狹縫方向逐像素反卷積，可以得到較強的分割效果。寬視場照明和成像檢測窄帶濾波器可用于拉曼成像。第①個成功的現代儀器采用了干涉濾波器，它可以傾斜以改變通帶。隨后，聲光可調諧濾波器(AOTF)和液晶可調諧濾波器(LCTF)被引入到拉曼成像中，并提供了電子可調諧性。可調濾波器方法已被證明是測量隔離波段較有用的方法。如果只需要幾個幀來定義波段，拉曼成像可以相當快。當有許多重疊波段或非線性背景時，許多圖像必須以不同的拉曼位移拍攝，時間優勢就消失了。需要注意的是，聲光濾波器的透射率僅為50%左右，而液晶濾波器的透射率約為20 - 40%。相比之下，電介質濾光片通過80-90%的入射光 ...