透鏡計算顯微內窺鏡技術背景：光學內窺鏡廣泛用于對人體內部進行成像，從而實現疾病診斷和手術圖像引導。此外，光纖顯微內窺鏡正成為對活體動物進行結構和功能腦成像的非常有價值的工具。此類行為研究需要具有高時空分辨率的工具，在大空間范圍上成像，從而捕捉大腦深處的大規模神經活動。當前的一種方法是通過單芯光纖的頭端(distal)掃描或使用多芯光纖的近端(proximal)掃描來獲取場景的每個圖像像素。這種設計通常使用機械掃描儀和微透鏡，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 ...

5mm的超細內窺鏡技術背景：生物醫學需要微創內窺鏡，纖維內窺鏡是微創內窺鏡的一種，被廣泛用于體內進行醫學觀察。常見的柔性內窺鏡基于相干光纖束(coherent fiber bundles, CFB，也稱為多芯光纖),它將強度模式從遠端光纖面的隱藏區域傳輸到近端光纖端面的儀器上。位于光纖遠端的鏡頭縮小或放大芯到芯的距離，并確定系統的分辨率。相干光纖束的直徑可小至數百微米，以實現微創的目的。然而，遠端光學部件增加了內窺鏡的尺寸(通常在毫米范圍)。此外，傳統的二維內窺鏡在沒有機械掃描的情況下無法給出深度信息。最近，具有三維成像能力的超細內窺鏡已被提出，它能進入像視覺皮層、耳蝸和細血管這樣的精細結構。 ...

成像多模光纖內窺鏡技術背景：癌癥和纖維化疾病會以組織結構發生變化的形式表現出來，目前對這些疾病的醫學診斷主要基于活檢和隨后的非現場組織病理學手段。而使用微創技術，可以即時且原位地做出類似診斷，這極大的減小了做出診斷的時間并且避免了重復手術的可能。基于此，被稱為光學切片的先進光學成像技術被開發出來用于微創成像。這種技術依靠各種各種的無標記光學成像模態（通常是將這些模態結合起來一起使用），如相干反斯托克斯拉曼光譜（anti-Stokes Raman spectroscopy, CARS）、雙光子熒光、二次諧波生成（second-harmonic generation, SHG）成像等（參見本訂閱號 ...

束的各種醫用內窺鏡（胃鏡、腹腔鏡、肛腸鏡等）。采用光纖照明的優點時，光源外置患者體外，并聚焦于導光束的輸入端，熱量可以采取隔熱片或介質膜反射器從光纖束中排除，從而保證患者體內不受光源灼傷。此外，這種方式照明所獲得的照度比傳統照明系統高的多，顯著提高了體內檢查診斷與手術效果。圖1.常規傳光束在醫療領域的應用（2）分支光導結構。傳光束可以分為一系列的輸入與輸出分支光導，即將傳光束的單端結構變為多端結構，最終輸出端各個分支光輸出的面積和為輸入面積的總和。這種分支光導最簡單的結構即為一進二出的Y型光纖，廣泛用于多種光纖傳感器中；此外，還有使用于各種不同應用需要的一進多出或多進多出等各種形式分支光導結構 ...

以通過柔韌的內窺鏡引入體內，將CO2激光輻射傳送到以前這種激光器無法到達的區域。圖6、圖中灰色光纜內部的空芯光纖用于微創手術在光纖傳感領域中，溫度敏感特性是需要被利用的，但在光通信領域，往往需要克服這個特性。尤其是需要時間同步，或需要從光信號中獲取時間信息的應用，例如跨洋同步網絡，遙感數據，和帶光纖延遲線路的激光器。通常，每攝氏度的溫度變化可以使每公里標準實芯光纖的傳播時間改變約40皮秒。如圖7中不同芯直徑的空芯光纖在通信波段的熱延遲系數（TCD）的變化，更高的芯直徑（37-cells）擁有更低的損耗。中空的光子帶隙光纖與實心石英光纖的結構差異，使得大部分的光功率通過空氣介質而非玻璃（石英）材 ...

(3) 置于內窺鏡頭端部成像用的超緊湊、快速、精確的掃描儀；(4) 高性能小型化高數值孔徑的內窺顯微物鏡，在雙波段進行校正(因為相干拉曼成像使用兩個光譜不一樣的激光束)。文章創新點：基于此，GRINTECH GambH的Ekaterina Pshenay-Severin(第一作者)和萊布尼茨光子技術研究所的Juergen Popp(通訊作者)等人提出了一種結合緊湊型的四波混頻光纖激光器的超緊湊光纖掃描內窺鏡平臺用于多模(CARS/SHG/TPEF)非線性內窺顯微鏡成像，并證明了在非線性成像應用(如圖像引導手術和在體診斷)中的潛力。研發的核心部件有:(1) 便攜式光纖激光；(2) 一種新型固體光 ...

中使用的側視內窺鏡）。通過通道將成像探頭與組織隔離并提供與組織匹配的折射率，我們可以在通道內自由旋轉和移動成像探頭以對不同的大腦區域進行成像。旋轉成像探頭可獲得通道周圍的 360 度全景視圖。探頭沿通道的上下移動使我們能夠在整個插入長度內成像。與傳統成像探頭只能探測尖端前部小塊區域的體積相比，COMPACT 可以在插入的通道周圍進行大體積成像。視頻1：雙光子成像系統及全深度全景雙光子成像操作。視頻2：與瞳孔大小相關的神經元活動的縱向多區域鈣成像。參考文獻：Wei, B., Wang, C., Cheng, Z.et al.Clear optically matched panoramic ac ...

射介質成像、內窺鏡中通過多模光纖成像等），我們可以通過測量系統對所有可能的輸入空間位置的響應來校正H。有的研究人員基于此思路，使用移除傳統的光學元件或故意用隨機元件替代傳統光學元件的方法來成像。4.3b 協同協同是指設計人員利用他在光學和處理方面的知識，發揮其各自的優勢來設計系統。比如說，后端檢測處理在反轉幾何畸變上有優勢，那么我們可以讓光學模塊承擔最小的畸變控制，把大部分光學資源放在色差的校正上。協同設計的準則是，設計人員基于以最小的代價獲得最佳的性能的原則選擇光學上或者計算上解決某個問題。4.3c 集成集成設計考慮成像過程中光學模塊和計算的相互影響。目的是通過計算來提高光學模塊的成像性能， ...

光原位雜交、內窺鏡照明、微流控等照明。圖1 Lumencor光源成像示意圖二、Lumencor顯微鏡光源分類(1)激光光源：Lumencor 的 CELESTA 和 CELESTA quattro 光引擎包含 4-7 個可單獨尋址的固態激光光源陣列。激光輸出與復雜的控制和監控系統相結合，提供旋轉盤共聚焦顯微鏡、空間分辨轉錄組學和其他高ji成像應用所需的高性能照明。圖2 CELESTA 光源（2）LED光源：4、5 或 6 個固態照明光源同時工作以產生白光，多種型號可選，光纖輸出或液體光導輸出。圖3 SOLA光源及其光譜圖4 PEKA光源及其光譜（3）其他光源圖5 MIRA光源及其光譜圖6 AU ...

組織。多光子內窺鏡(MPE)有望使該方法在臨床應用中可行，通過在腫瘤切除過程中實現實時邊緣評估來改善醫生和患者的結果。為了測試我們的雙模式、雙放大倍率內窺鏡的成像和診斷能力，我們從嚙齒動物組織中獲得了體內和體外圖像，而不使用外源對比劑。在圖1中，通過使用這兩種模式，我們能夠在從荷瘤小鼠肺葉獲得的離體圖像中識別正常和異常組織區域:大FOV反射/散射使我們能夠檢查整個組織表面，并識別具有不同表面形態的感興趣的部位，表明組織健康的各種狀態。切換到多光子模式后，我們獲得了更高的H&E。圖1圖1：未染色的載瘤小鼠肺組織的離體圖像。3個不同部位成像如(a)所示。左兩列為高、低倍率H&E圖像 ...