浙江大学Nature Photonics多模光纤

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查看216 | 回复0 | 2023-7-4 23:48:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
由于对复杂光学器件的要求,超分辨率显微学通常不适用于基于窄通道的原位成像。尽管多模光纤multimode fibres (MMFs),已成为成本效益和精确内窥镜成像的潜在平台,但其对弯曲和其他外部条件极其敏感。

今日,浙江大学光电科学与工程学院、之江实验室类人感知研究中心文仲Zhong Wen,董震宇Zhenyu Dong,刘旭Xu Liu、杨青Qing Yang等,在Nature Photonics上发文,报道基于单个薄多模光纤MMF进行成像,用于具有亚细胞分辨率的体内光场编码成像,并称之为空间频率跟踪自适应信标光场编码 (STABLE) 内窥镜。

空间频率信标跟踪提供高达1kHz的无序跟踪频率,从而确保在光纤弯曲和各种工作条件下,实现了长距离多模光纤MMF稳定成像。全矢量调制和荧光发射差异相结合,提高了成像信噪比,实现了250nm亚衍射分辨率。在白光内窥镜中,整合了空间频率跟踪自适应信标光场编码 (STABLE) ,并在支气管模型中,演示了跨尺度成像和体内成像。

该项研究,以微创方式观察的高分辨率和灵活性,为多模光纤MMF在内窥镜检查中的扩展应用铺平了道路,用以在生物医学科学和临床研究中研究疾病机制。


Single multimode fibre for in vivo light-field-encoded endoscopic imaging.
用于体内光场编码内窥镜成像的单多模光纤。


图1:空间频率跟踪自适应信标光场编码spatial-frequency tracking adaptive beacon light-field-encoded,系统原理。

图2:在多模光纤multimode fibres,MMF成像中,变形无序跟踪和补偿。

图3:在多模光纤MMF成像中,复杂环境跟踪和补偿。

图4:空间频率跟踪自适应信标光场编码STABLE内镜的三维超分辨率成像和跨尺度成像特性。
(小注:将光场调控技术与压缩感知成像结合,利用如发丝般纤细的单根多模光纤作为新型内窥镜成像探头,首次实现了亚细胞分辨率的高速三维光纤成像。该研究为解决内窥成像中信息通量不足的问题提供了一种新的可行方案,有望在脑成像、在体光学诊断等领域得到应用。浙大光电)
文献链接
https://www.nature.com/articles/s41566-023-01240-x
https://www.nature.com/articles/s41566-023-01240-x.pdf
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01240-x
本文译自Nature。

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