芯直徑差異與數(shù)值孔徑差異。（1）纖芯直徑差異對連接損耗的影響。若兩段光纖纖芯直徑不同，在光纖軸線精確對準(zhǔn)的條件，則連接損耗可以近似地由發(fā)射與接受纖芯面積的相對差值決定。圖1.光纖纖芯直徑差異例如，對漸變折射率光纖，50 um標(biāo)準(zhǔn)光纖芯徑的允許變化值為±3 um。對于最大偏差情況，光從芯徑為53 um的光纖中傳輸?shù)?7um的光纖中，其相差值為0.21。若光在纖芯中是均勻分布的，則計(jì)算損耗約為1 dB；類似地對單模光纖，其模場直徑為8.4±0.5um，在最大偏差情況下，相對差值亦為0.21，相應(yīng)的損耗為1 dB。實(shí)際上大部分單模光纖接器的損耗的數(shù)量級在0.1-0.5 dB。圖2.光纖入射角數(shù)值孔徑 ...

與入瞳直徑或數(shù)值孔徑有關(guān)，受像差影響很小，所以分辨率不適宜用來評價(jià)高質(zhì)量的小像差系統(tǒng)的像差。對于大像差系統(tǒng)，分辨率作為的像質(zhì)指標(biāo)有時(shí)也不甚適宜。因?yàn)橄癫钪饕獙?dǎo)致能量分散，直接影響線條的清晰度，對分辨率的影響則并不顯著。因分辨率與成像清晰度之間并無必然的聯(lián)系。此外，實(shí)際檢驗(yàn)條件常與瑞利原始條件不符，使瑞利規(guī)定的分辨率不能很好地反映光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量。首先，各種光能接收器分辨亮度對比度的能力有差別，如人眼在照度良好、界線清楚的情況下能分辨1∶0.95的亮度差別；其次，瑞利的規(guī)定是對兩個(gè)相等亮度的自身發(fā)光點(diǎn)而言的，并且除兩個(gè)發(fā)光點(diǎn)外是沒有背景亮度的，這也往往與實(shí)際情況不符。所以分辨率是一個(gè)不很確定的量， ...

，可以使用高數(shù)值孔徑（NA）的水浸或油浸物鏡。然后，光在前向被收集并重新聚焦到光電探測器上。為了確保收集效率，建議使用油浸式物鏡。在本案例中，使用了一個(gè)60X 1.2 NA的水浸式物鏡（UPLSASP 60XW，奧林巴斯）。一旦光線被聚光器收集，在經(jīng)過光學(xué)過濾器阻擋調(diào)制光束后，它就被重新聚焦到光電二極管上。來自光電二極管的信號然后被送到鎖相放大器（根據(jù)光電二極管的配置，可能需要一個(gè)前置放大器/跨阻抗放大器）。鎖相放大器將信號與本地振蕩器混合，并將調(diào)制頻率的交流信號轉(zhuǎn)換為直流輸出。然后，它被送到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，形成圖像。在這個(gè)應(yīng)用中，Hamamatsu S3994-01與一個(gè)自制的跨阻抗放大器配對 ...

高圖像質(zhì)量、數(shù)值孔徑或較大限度地節(jié)省空間，非球面是一個(gè)較好的選擇。非球面透鏡是旋轉(zhuǎn)對稱的光學(xué)器件，其曲率半徑在徑向上偏離透鏡的中心。由于這種特殊的表面幾何形狀，與球面透鏡相比，非球面可以顯著提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。它們不同的曲率半徑導(dǎo)致了對球面的偏離（圖2）。圖2：球面與非球面相比的光學(xué)有效面積仔細(xì)觀察鏡頭外圍的平坦半徑，就會發(fā)現(xiàn)與球面形狀的偏差。一般來說，以下說法比較合適： 當(dāng)一個(gè)透鏡的半徑偏離球面形狀時(shí)，它就是一個(gè)非球面。透鏡的半徑是以這樣的方式確定的--如圖3所示--有一個(gè)入射光線的束縛，它們相交于一個(gè)共同的焦點(diǎn)，從而防止球面像差。因此，非球面是一個(gè)優(yōu)化的聚焦光學(xué)器件。相比之下，球體的入 ...

樣品且聚光鏡數(shù)值孔徑大于物鏡的地方，傾斜光線會相互交叉并錯(cuò)開物鏡，從而讓這些區(qū)域變暗。將標(biāo)本（尤其是未染色且不吸收光線的標(biāo)本）放在載玻片上時(shí)，傾斜光線會與標(biāo)本發(fā)生相互作用，并被諸如細(xì)胞膜、細(xì)胞核和內(nèi)部細(xì)胞器等標(biāo)本內(nèi)部的要素所衍射、反射和/或折射。這些微弱的光線就會進(jìn)入物鏡。zui終效果就是在黑色背景上呈現(xiàn)出明亮的標(biāo)本圖像。通常情況下，在適于暗場照明成像的觀察對象看上去非常絢麗。在明場顯微觀察中本身對比度非常低的標(biāo)本往往在暗場觀察時(shí)非常耀眼奪目。暗場照明特別適合顯示輪廓、邊緣、邊界和折射率梯度。暗場照明的理想候選對象包括微小的水生生物、硅藻、小昆蟲、骨、纖維、頭發(fā)、未染色的細(xì)菌、酵母、組織培養(yǎng)細(xì) ...

要性能參數(shù)是數(shù)值孔徑和倍率。為了分辨物體的細(xì)微結(jié)構(gòu)并確保zui佳成像質(zhì)量，除一定要在設(shè)計(jì)該物鏡時(shí)所規(guī)定的機(jī)械筒長下使用外，還應(yīng)有盡可能大的數(shù)值孔徑，且其放大率須與數(shù)值孔徑相適應(yīng)。但是顯微物鏡在提高其數(shù)值孔徑時(shí)，首先碰到的是校正高ji像差的困難，結(jié)構(gòu)簡單的物鏡無法解決這一問題。這就決定了顯微物鏡將有相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)型式。顯微物鏡有折射式、反射式和折反射式三類，但絕大多數(shù)實(shí)用的物鏡是折射式的。折射式顯微物鏡又可根據(jù)質(zhì)量要求的不同而有不同的類型。一、消色差物鏡這是應(yīng)用zui廣泛的一類物鏡，一般只要對軸上點(diǎn)校正好色差和球差，并使之滿足正弦條件而達(dá)到對近軸點(diǎn)消彗差即可，因此只能用于中低檔的普及型顯微鏡中作 ...

有光學(xué)組件的數(shù)值孔徑NA以及相機(jī)特性（像素大小、靈敏度等）的限制。特別是為了規(guī)避光學(xué)組件的限制，無透鏡成像將是一種很好的選擇。到目前為止，頻率在0.2-4THz范圍內(nèi)zui常用的源是遠(yuǎn)紅外（FIR）氣體激光器、量子級聯(lián)激光器（QCLs）和光導(dǎo)電天線（PCAs）。FIR氣體激光器是基于高功率、中紅外CO的2-激光泵浦一個(gè)太赫茲腔。它們的太赫茲發(fā)射可以是連續(xù)波（cw），在2.52THz時(shí)，輸出功率超過150mW。輸出波長取決于太赫茲諧振器中的氣體。然而，連續(xù)波激光器只發(fā)射一條線，而且穩(wěn)定的操作可能具有挑戰(zhàn)性。zui近，相對緊湊的太赫茲qcl開始在沒有低溫恒溫器的情況下工作，使用熱電冷卻器，溫度高達(dá) ...

。測量了不同數(shù)值孔徑(NAs)和芯徑，但錐度角(ψ)近似為~4°的光纖的集合場ξT(x,y)(圖1c)。我們發(fā)現(xiàn)沿錐度的光敏區(qū)域，即收集長度L，隨著光纖NA的增大和ψ的減小而增大(補(bǔ)充圖1a)。因此，錐形光纖的采集長度是可以定制的通過修改光纖NA和錐度角ψ，從幾百微米提高到約2 mm。這一發(fā)現(xiàn)揭示了錐形光纖和扁平切割光纖的收集特性的重要差異，因?yàn)閷τ诒馄角懈睿占疃然旧喜灰蕾囉贜A21。我們比較了錐形光纖和扁平切割的采集字段，NA分別為0.66(圖1d)和0.39(補(bǔ)充圖1b)。錐形光纖的光學(xué)主動表面沿波導(dǎo)軸線延伸，導(dǎo)致沿錐度方向相對均勻的收集。從集合字段ξF(x,y)中可以看出，扁平切割 ...

描儀③光導(dǎo)的數(shù)值孔徑④光通量積決定了光學(xué)檢測系統(tǒng)有效利用光源輸出的能力。當(dāng)光源的光通量積與光學(xué)系統(tǒng)的光通量積緊密匹配時(shí)，可以獲得zui佳性能。sr=球面弧度。針對光驅(qū)動生物技術(shù)以及工業(yè)應(yīng)用，優(yōu)化光源的選擇性需要全面考慮儀器的光譜、空間和時(shí)間要求，這些正是需要照明光源來支持的。通常一種技術(shù)盡可以滿足其中的部分要求，所以zui佳策略即是混合多種技術(shù)來滿足全部需求。復(fù)雜的光引擎可以提供這樣一種集成的方法來混合光源，并克服任何給定技術(shù)的基本限制，例如，在熒光分析中，LED在500-600nm的光中由于臭名昭著的“綠色間隙”功率和亮度往往無法滿足；或者相對于毫秒級的切換時(shí)間，任何弧光燈的開/關(guān)不穩(wěn)定性； ...

鏡中，通過高數(shù)值孔徑的高放大倍數(shù)物鏡在樣品平面上提供1-10W/mm2。圖5. 為MERFISH多路單分子成像優(yōu)化的CELESTA激光光引擎輸出光譜。顯然，對于那些超出簡單光譜分辨能力的高并行熒光標(biāo)記生物分析，可以通過精心選擇熒光團(tuán)、光學(xué)濾光片、精細(xì)調(diào)節(jié)激發(fā)照明和智能算法來實(shí)現(xiàn)。巧妙的標(biāo)記策略，如分子條形碼，也可以應(yīng)用于廣泛的生物樣本，以增強(qiáng)來自高度復(fù)雜組織標(biāo)本的生物分子信息的光譜分辨和空間分布。在此，我們講述了一種大規(guī)模并行單分子成像技術(shù)，MERFISH，利用重復(fù)標(biāo)記協(xié)議來max化單細(xì)胞中數(shù)十萬個(gè)RNA靶標(biāo)的拷貝數(shù)量和空間分布信息。檢索大量數(shù)據(jù)集的技術(shù)和機(jī)會對于當(dāng)今豐富的基因組和轉(zhuǎn)錄組信息生 ...