過調整采集和激發模式來抵消圖像背景。當前不足：如今，NIR-II熒光成像已經用于臨床指導復雜的肝腫瘤手術。然而，光吸收的建設性作用在某種程度上似乎被忽視了。高質量圖像的zui終采集往往是通過使用更長的波長，夸大其對散射抑制的積極效果，并認為同時產生的吸收會衰減有用的信號。而事實上，一些工作已經揭示散射介質中吸收引起的分辨率增強，這是由于背景信號經歷了更長的光程。然而，如何充分利用光吸收來選擇合適的熒光成像窗口仍未明確。共聚焦和光片顯微鏡等與寬場顯微鏡相比，引入針孔的掃描共聚焦顯微鏡不可避免地浪費了有用的信號并延長了成像持續時間。光片激發總是對樣品的透明度提出很高的要求。因此，仍然迫切需要時空分 ...

，對于給定的激發，這種光纖允許每個偏振有 120 個模式)里傳輸產生的非線性映射關系作為機器學習的物理實現。(1)空間調制(SLM實現，Holoeye Pluto-NIRII )強脈沖激光攜帶的輸入數據信息，空間調制光束經透鏡傅里葉變換后聚焦在光纖的入射面。耦合到光纖每個模式的光量(amount of light)由入射光振幅和模式分布(mode profile)之間的內積給出。(2)在光纖中傳輸時，最初的復模式系數隨著時空線性和非線性效應發生演變。信息的非線性變換由光纖模式之間的非線性能量交換完成。(3)光纖出射端的變換后的信息成像在相機上。像的每一個像素作為線性回歸或單層神經分類算法的輸入 ...

康檢測等領域激發更多的新應用。雖然確實存在亞微米像素尺寸的圖像傳感器，但是傳統光學限制了成像器的進一步小型化。傳統成像系統由一系列校正像差的折射光學元件組成笨重的鏡頭，是為相機尺寸的下限。還有一個基本的障礙在于鏡頭焦距難以縮短，因為這會引入更大的色差。基于計算設計的超表面光學(meta-optics)是成像器小型化的可行手段之一。超薄的meta-optics使用亞波長級納米天線(nano-antennas)，以比傳統的衍射光學元件(DOE)更大的設計自由度和空間帶寬積來調制入射光。此外，meta-optical散射體豐富的模態特性使得其比DOE具有更多的能力，如偏振、頻率、角度多路復用等。me ...

以使用更弱的激發光和更快的采集速度，因此成像速度和光毒性都能得到改善。(3)多視圖結構光照明超分辨。在三個正交方向上掃描線照明，每個方向采集5張產生均勻相移的圖像，平均處理后產生衍射極限圖像。檢測每個照明z大值并重新分配其周圍的熒光信號(光子重新分配)，可提高線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 ...

LSM通過僅激發對焦區域以避免不必要的曝光來緩解該問題。帶有AO的晶格LSM進一步提高了透明生物體的時空分辨率，但小視野(FOV)和AO校正都限制了其大體積觀測時的速度。此外，由于組織不透明和空間限制，很難以亞細胞分辨率在哺乳動物組織中應用LSM。在哺乳動物中以亞細胞分辨率和低光子劑量進行長期、高速成像仍然是一個挑戰。在各種體積成像手段中，光場顯微鏡能夠實現高速三維成像。當前不足：三維組織成像、像差校正、光毒性是當前活體成像的三大難題。光場顯微鏡雖然具有高速三維成像能力，但是受到海森堡不確定性原理的限制，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 ...

的方法是提高激發光強度，但其導致的光漂白、光毒性和組織加熱對樣品健康和光敏生物過程不利。更有效的策略包括使用更亮的鈣指示劑和更先進的光電檢測技術 ，但在光子受限的條件下，它們的性能仍然不足（例如樹突成像和深部組織成像）。除了這些物理或生物方法之外，由數據驅動的深度學習方法可以降低光子數要求，并在熒光成像中展現出了良好的性能。當前不足：然而，鈣瞬變構成的高動態變化、非重復的活動，以及放電模式不能被第二次捕捉等特性，使得以前通過延長積分時間或平均多個噪聲幀來獲得訓練用ground truth的方案不再可行。因此，傳統的監督學習方法不再有效。文章創新點：基于此，清華大學的Xinyang Li(第一作 ...

前使用單焦點激發的掃描策略需要在成像區域的數量和整體采集速率之間進行權衡。高達~10Hz的總幀速率已經能夠實現，但是這個幀率限制了可以研究的神經元動力學類型。像掃動(whisking)、嗅探(sniffing)、眼球運動(eye movements)和運動(locomotion)這樣的感覺運動(sensorimotor)行為與持續的神經活動關聯，并以4-12Hz的數量級激發。鈣瞬變的解卷積可以將尖峰(spike)事件的時間精度提高到<100毫秒。因此，要將這些估計的尖峰與行為聯系起來，采樣率需要處于足夠的奈奎斯特頻率(>30 Hz)。使用多焦點激發的并行掃描可以在高掃描速度下實現真 ...

可以通過依序激發所有支持的光纖模式，然后使用數字全息或神經網絡來記錄光學傳遞函數來實現?？删幊痰墓鈱W元件，如空間光調制器(SLM)預先編碼光纖近端的光場，以在光纖遠端獲得想要的光場分布。這可以在光纖遠端面產生聚焦和其它更復雜的光場模式。OTF與光纖的彎曲、波長漂移、溫度變化強相關，這意味著需要實時原位校準。但實際上校準很復雜，很難實現實時。相比之下，CFB在分離的纖芯中引導不同的模式。當芯間串擾可以忽略的時候，沒有模式混合產生。然而，隨機相位變化在鄰近纖芯之間發生。這可以使用SLM通過數字光學相位共軛(digital optical phase conjugation, DOPC)來校準。CF ...

種模式同時被激發，相位差為正負 90 度。這導致了接觸點的橢圓振動，如圖 4 所示。除了相位差之外，接觸點的運動軌跡也可以通過驅動信號的幅度或頻率來控制。圖 4：超聲波壓電電機接觸點的橢圓振動特點：這樣形成的接觸點的橢圓軌跡，可以使得水平幅度很小，導致運動的水平貢獻很小。這導致非常精細的定位分辨率，無需額外的準靜態掃描模式（通常用于粘滑壓電電機以實現納米分辨率）。優點是超聲波壓電馬達定位后零漂移，實現了良好的雙向位置重復性。此外，塑造橢圓軌跡的控制策略使得跟隨滑塊的低但恒定的掃描速度成為可能。術語“超聲波”是指振蕩頻率超出人類可聽頻率范圍。這就解釋了為什么這些電機運行無噪音，當操作員在系統附近 ...

生一個波長為激發光波長二分之一的光子，可以很容易的分離和檢測，就像熒光一樣。二次諧波生成已經在纖維狀結構，如橫紋肌、大腦苔蘚纖維中的微管和結締組織。）（2）通過完全控制激發光在光纖端頭的偏振態和空間分布，實現了偏振分辨的二次諧波生成成像。偏振分辨二次諧波生成成像依賴于用偏振態變化的激發光去探測二階非線性極化率張量。二階非線性極化率張量取決于樣品的組成、手性和結構組織（例如局部原纖維取向），因此偏振響應使得我們可以探測這些特性。關鍵的是，這種技術需要控制內窺鏡輸出光的偏振態。原理解析：用1040nm的飛秒激光器作為激發源，通過梯度折射率多模光纖（包層直徑125um,纖芯直徑62.5um）進行偏振 ...