雷竞技rebat光子学前沿|最新文章

微离轴数字全息显微镜定量相位成像的活细胞分析框架

沈钱 — 2022 - 12 - 22 - t00:00:00z

在生命科学的各个研究领域，无标签定量相位成像是研究<斜体>体外活细胞的重要工具。数字全息显微镜(DHM)是一种非破坏性的全场显微镜技术，通过直接测量光程差来提供相位图像，这有助于细胞分割，并允许确定几个重要的细胞物理特征，如干质量。在这项工作中，我们提出了一个系统的活细胞成像和形态表征的分析框架，术语为LAF(活细胞分析框架)。该框架中涉及的所有图像处理算法都是在我们之前提出的微离轴全息系统(FPDH)获得的高分辨率无伪影定量相位图像和相关重建方法上实现的。采用高度鲁棒的自动化细胞分割方法提取有效的细胞区域，然后采用活细胞分析框架算法确定每个细胞的物理和形态属性，包括面积、周长、不规则性、体积和干质量。在活HeLa细胞上的实验证明了所提出的框架的有效性和有效性，揭示了其在各种生物医学应用中的潜力

基于混合束缚量子设计的连续波太赫兹量子级联激光器

Weijiang李 — 2022 - 12 - 09 - t00:00:00z

我们报道了一种低阈值功率密度和高功率输出的太赫兹量子级联激光器，发射频率为3.9 THz，工作在连续波模式下。基于混合束缚-束缚量子有源设计，实现了高输出功率和墙插效率。在20k连续波模式下，300 μm宽、2 mm长的单脊器件输出功率达到312 mW，阈值功率密度为0.8 kW/mm³(阈值电流密度为109 A/cm²)。壁塞效率最高为1.38%，斜率效率为684 mW/A，内量子效率为每注入电子约120光子。这种低阈值和高功率太赫兹激光器的演示将促进基于太赫兹的遥感和隔离检测在制药和卫生行业的应用

用深度学习在OCT上检测到钙化斑块，并用光学和超声信号交叉验证:IVUS-OCT联合导管的补充评估和前言

Jiayue黄 — 2022 - 12 - 08 - t00:00:00z

背景:光学相干断层扫描(OCT)-深度学习(DL)已成为一种有前途的自动斑块表征工具。然而，它的发现还没有与光学和超声波信号进行比较。

<粗体>目的:目的是交叉验证OCT-DL检测到的钙化斑块，使用综合组织表征技术，包括oct衍生的光学特性、血管内超声(IVUS)-虚拟组织学(VH)和回波性。

<粗体>方法:生物可吸收支架(BRS)植入5年后，15例患者接受了OCT和IVUS成像。BRS中独特的铂标记物促进了OCT-IVUS的精确共配准。OCT-DL检测的钙化斑块经光学性质、灰度(GS)-IVUS、IVUS-VH和回声强度证实。通过kappa统计评估OCT-DL与其他模式的一致性。用正交线性回归法比较不同方法测得的钙弧。

<粗体>结果:在72个匹配的解剖切片中，DL检测到43个钙化斑块，其中41个(95%)经光学性质证实为纯钙化斑块(n = 29)或混合钙化斑块(n = 12)。OCT-DL与GS-IVUS、IVUS-VH与回声强度的加权kappa分别为0.69、0.60、0.60。剔除导丝或铂标记产生的人工光学阴影(n = 5)后，kappa分别上升至0.77、0.68、0.69，一致性在90% ~ 93%之间。 Calcium arc derived from OCT-DL showed moderate correlation and agreement with GS-IVUS (ICCa = 0.81, difference = 1.73 ± 15.25°), IVUS-VH (ICCa = 0.69, difference = -5.60 ± 21.19°) and echogenicity (ICCa = 0.65, difference = 10.28 ± 18.70°).

Conclusion: OCT empowered by deep learning showed substantial agreement with optical and ultrasound signals. The comprehensive assessment provided by OCT and IVUS heralds the potential diagnostic value of combined IVUS-OCT catheters.

单固态量子比特动态解耦的哈恩-拉姆齐方案

尼古拉Sadzak — 2022 - 11 - 29 - t00:00:00z

固态材料中的自旋系统是量子信息，特别是作为量子记忆或量子传感的有前途的量子比特候选。这里的一个主要前提是自旋相位振荡的相干性。在这项工作中，我们展示了一个控制序列，通过应用可变失谐的射频脉冲，可以增加自旋相位振荡的可见性。实验证明了金刚石中单个NV中心的结构，并分析了在经典噪声模型存在下NV电子自旋相位振荡的行为。我们在此引入失失调作为调节序列滤波功能的使能因素，以实现拉姆塞条纹的可见性与哈恩回波<斜体>T₂时间相当或更长，并在各种实验设置中提高对直流磁场的灵敏度。

光合作用和有机太阳能电池中的电荷转移态

珀斯选举程序 — 2022 - 11 - 24 - t00:00:00z

光诱导的电荷转移机制是光合作用和光伏发电的核心。发生在光合作用和有机光伏中的潜在光物理机制特别显示出惊人的相似性。然而，它们是由不同的研究团体研究的，通常使用不同的术语。这一贡献旨在提供一个介绍性的回顾和比较光诱导的电荷转移机制发生在自然光合作用和合成有机光伏，特别关注所谓的电荷转移复合物的作用，其特征是激发态，其中有从电子捐赠到电子接受分子实体的电荷转移。从光吸收到完全分离的电荷，了解电荷转移复合体如何被激发，形成电荷转移态，在光电的情况下可以衰变到基态或提供自由电荷载体，或在光合配合物中光化学的自由基是很重要的。我们的动机源于电荷转移态解释的模糊性。这篇综述试图标准化这两个研究领域之间的术语，总的目标是启动这两个领域关于电荷转移复合物作用的见解和方法之间的交叉施肥，激励下一代太阳能电池的跨学科发展。同样，我们希望鼓励光合作用研究人员与光伏领域合作，从而进一步了解自然光收集系统中的电荷转移过程

编辑:数字全息:应用和新兴技术

曾伟明 — 2022 - 11 - 21 - t00:00:00z

发光二极管对细胞生物学的影响

Tatiane Moraes Veloso — 2022 - 11 - 10 - t00:00:00z

目前，发光二极管(led)在光疗协议中被认为是低功率激光器的替代品。led能够对生物组织进行光生物调节，被认为是安全和经济的。然而，参与led诱导的光生物调节的分子和代谢机制尚未完全了解。本文综述了不同照射参数和条件下led诱导生物组织光生物调节的代谢机制。利用科学文章数据库访问了led诱导的代谢光生物调节的研究，其研究结果从分子和细胞机制方面进行了总结。本研究数据表明，led诱导光生物调节的分子机制涉及光受体，如细胞色素C氧化酶、膜离子通道、线粒体调节和ROS的产生

全脑标本的后向散射穆勒矩阵偏振法显示出微创测绘微观结构取向特征的前景

贾丝廷娜特兰西 — 2022 - 11 - 09 - t00:00:00z

了解大脑的微观生理学和微观结构细胞特征是了解神经退行性疾病和损伤的机制，以及发育和衰老过程中发生的显著变化的关键。对微观尺度敏感的非侵入性成像方式，特别是扩散磁共振成像(dMRI)，在绘制脑组织细胞微观结构方面具有广阔的前景;然而，需要稳健的验证技术来验证和提高所获得信息的生物学准确性。dMRI的最新进展已转向探测更复杂的灰质结构，挑战了当前的验证技术，这些技术主要基于<斜体>体外染色和聚焦白质的显微镜。偏振光成像(PLI)已被证明是成功的高分辨率，直接，微结构成像，并已应用于dMRI验证，明显优于染色和显微镜技术。通常，PLI应用于传输模式下的薄切片样品，但PLI也已扩展到反射模式下操作，以弥补<斜体>在体内大脑测量的差距。在本报告中，我们研究使用后向散射穆勒矩阵偏振法来表征完整的雪貂大脑标本的微观结构含量。结果表明，后向散射偏振法可以探测白质纤维的相干性和取向，并有望探测灰质的微观结构。最终，这推动了进一步的研究，以充分了解如何最好地实施后向散射偏振法，用于<斜体>体内大脑显微结构成像

Trident:用于实时定量手术指导的双氧和荧光成像平台

Silvere Segaud — 2022 - 11 - 09 - t00:00:00z

尽管最近在手术指导方面取得了技术进步，但目前术中对应该切除(如癌症)或避免切除(如神经)的组织的评估仍然是主观的。光学成像是一种非接触、非侵入性的方式，通过成像外源给药的造影剂或内源性成分(如血红蛋白、水和脂质)，有可能提供关于活组织状况的反馈。因此，光学成像是一种有吸引力的方式，为手术过程中实时决策提供生理和结构相关的信息。Trident成像平台采用最先进的光学成像技术，用于实时手术指导。由于独特的过滤器和源组合，该平台能够进行双重外源性和内源性成像，从而可以利用这两种成像方式。该平台利用了一种在空间频域工作的实时和定量成像方法，称为光学特性单快照成像(SSOP)。Trident成像平台的设计符合临床使用的所有相关标准。在本文中，我们首先介绍了开发三叉戟成像平台的基本原理。然后，我们描述了荧光和内源性成像方式，我们展示了设计的细节，评估了平台的性能。最后，我们在<斜体>体内临床前实验中对平台进行验证。 Altogether, this work lays the foundation for translating state-of-the-art optical imaging technology to the clinic.

上转换纳米颗粒作为主要温度计和功率传感器

乔安娜·科斯塔·马丁斯 — 2022 - 10 - 31 - t00:00:00z

发光测温是一种基于荧光粉发光的热依赖性进行远程温度检测的光谱技术，在生物科学和工程等领域有着广泛的应用。在本工作中，我们使用Er³⁺发射的NaGdF₄/NaGdF₄:Yb³⁺，Er³⁺/NaGdF₄上转换纳米粒子在980 nm激光激发下，同时确定了绝对温度和激发功率密度。Er³⁺²H_11/2→⁴I_{15/2和⁴S_3/2→⁴I_15/2发射带，通常用于测温目的，与²H_9/2→⁴I_13/2发射带重叠，这可能导致错误的温度读数。应用发光初级测温的概念来解决重叠的Er³⁺跃迁，成功实现了双纳米传感器同步测量温度和传递的激光泵浦功率，在激光支持的热治疗中具有很好的应用前景}

有机串联太阳能电池全光电仿真分析与优化

用户需求说明书Aeberhard — 2022 - 10 - 20 - t00:00:00z

本文报道了高效有机串联太阳能电池的分析和优化，通过全光电子器件模拟连续层，并使用跳变模型对电荷复合结进行显式描述。包含电亚单元互连允许严格评估内部电荷分布和相关内置场以及准费米能级轮廓对测量设备特性的影响。它能够在模拟中直接评估外部量子效率，该模拟密切遵循测量协议，并阐明了与波段轮廓依赖于照明条件相关的复杂性。该研究还指出了串联器件的电气特性中接头质量不足的指纹。在研究了关键电参数(如载流子迁移率、寿命和界面跳频)对器件特性的影响后，对器件特性进行了光学和电子优化，在这两种情况下，对全局优化过程的参数增加了越来越多的层数。与仅采用光学优化相比，采用全光电优化可提高2%的绝对功率转换效率

颅内动脉瘤腔内光学相干断层成像研究进展

顾杰里 — 2022 - 10 - 14 - t00:00:00z

脑动脉瘤是一种血管的异常肿胀，有可能破裂并导致出血性中风。脑动脉瘤的诊断、治疗和监测高度依赖于高分辨率成像。腔内光学相干断层成像(OCT)作为一种截面分辨率可达10 μm的成像方式，在改善脑动脉瘤的治疗方面具有巨大的潜力。评估血管显微解剖的能力<斜体>在体内可能能够预测动脉瘤的生长和破裂。在治疗过程中，腔内OCT可帮助评估治疗效果和避免并发症，如<斜体>通过<斜体>显示支架内血栓形成、支架壁对位和被覆盖支血管的命运。该技术还可用于治疗后监测，评估动脉瘤残余或病变部分的内皮化和愈合。这篇以临床为重点的叙述性综述的目的是概述腔内OCT在脑动脉瘤中的应用，以及应用该技术改善脑动脉瘤患者护理的未来前景，包括特定的神经血管OCT导管，用于高分辨率血流评估的多普勒OCT，以及进一步的研究工作

混合分数非线性Schrödinger方程的时空动力学

亚历杭德罗环保联合会 — 2022 - 09 - 29 - t00:00:00z

光子介质中线性和非线性光学性质的有效工程导致了时空光-物质相互作用的理论和应用的新进展。在某些情况下，研究是由量子力学框架中的现象所驱动的;两个著名的例子是Anderson定位和奇偶时间对称。在这里，我们给出了分数衍射和经典色散存在下光传播的理论和数值结果，突出了混合功能对稳定性、时空定位和可能的坍缩事件的作用

用于发光一次测温和分子逻辑的掺Ln3+ BiF3粒子设计

索非亚Zanella — 2022 - 09 - 29 - t00:00:00z

适用于不同领域的分子材料的设计可能导致工程应用的新进展。本工作通过微波辅助合成了一系列Ln³⁺-掺杂BiF₃亚微粒。从结构和形态角度评价了掺杂的影响。一般情况下，随着Ln³⁺浓度的增加，八面体惯积体变形为球形惯积体，一些团聚体可见，结晶相无任何差异。样品的光学响应证实了BiF₃材料是三价镧系(Ln³⁺)离子(Ln = Eu, Tb, Tm, Ho, Er, Yb)发光的合适宿主。一个Yb³⁺/Er³⁺共掺杂样品作为全光子分子逻辑运算和初级发光测温的示例

(亚)漫反射光谱的机遇与陷阱

马克Witteveen — 2022 - 09 - 26 - t00:00:00z

长期以来，稳态反射率光谱测量已经被执行，因此扩散理论可以用于从反射率中提取组织光学特性。次扩散技术的发展，如单纤维反射光谱和次扩散SFDI，为临床应用提供了新的机会，因为它们的关键优势是，与扩散技术相比，它们对组织散射相位功能的细节更加敏感。由于散射相位功能与组织的亚细胞结构有关，次扩散测量有可能在健康组织和病变组织之间提供强有力的对比。在亚弥散区，被询问的组织体积比弥散区小得多。测量是否落在漫反射或次漫反射范围取决于组织光学特性和光纤技术的源和探测器光纤之间的距离，或高光谱成像和SFDI的投影空间频率。因此，源和探测器纤维之间的距离或投影空间频率对反射光谱的临床应用具有重要意义，应该仔细选择，因为它影响该技术对哪些组织光学特性敏感，以及所调查的组织体积的大小。在本文中，我们将回顾稳态反射光谱在次扩散和扩散区域的机会和缺陷。所讨论的机会可以指导临床应用的弥漫性或次弥漫性制度的选择，所讨论的缺陷可以确保避免这些缺陷，从而开发出可靠的诊断算法。我们将首先讨论光组织相互作用的相关基础知识。接下来，我们将回顾所有已测量的组织散射相函数，并研究哪些散射相函数模型是具有代表性的组织。 Subsequently, we will discuss the sensitivity of diffuse and subdiffuse techniques to tissue optical properties and we will explore the difference in the interrogation depth probed by diffuse and subdiffuse techniques.

当地的光子

丹尼尔·霍奇森 — 2022 - 09 - 15 - t00:00:00z

一维光传播麦克斯韦方程的经典自由空间解包括以光速传播的任何形状的波包。这包括始终保持本地化的高度本地化的波包。基于这一观察结果，本文基于Southall最近的工作<斜体>等[J。Mod. Opt. <粗体>68，647(2021)]，并表明量子化电磁场的局部描述确实是可能的，它支持这样的解，并且必须克服几个不可行定理。从假设光子波包的基本构建块是所谓的<斜体>玻色子定位在位置 (blips)开始，我们确定了相关的Schrödinger方程，并构造了洛伦兹协变电场和磁场观测值。此外，我们表明，我们的方法简化为量子电动力学的标准描述时，限制在一个子空间的状态

聚合物稳定蓝相液晶场调谐微透镜的光聚焦现象

Ting-Hang裴 — 2022 - 09 - 09 - t00:00:00z

本文推导了聚合物稳定蓝相液晶(PS-BPLC)微透镜电极间电场的解析分布，并计算了场致扩展克尔效应对PS-BPLC造成的<斜体>o(普通)和<斜体>e(特殊)射线的弯曲和聚焦。计算结果表明，大多数<斜体>o射线的焦距比<斜体>e射线的焦距长。<斜体>o和<斜体>e射线得到的焦距为11.6 cm，克尔常数为2.3768 nm/V²，与实验数据接近，计算得到的焦斑直径约为80.0 μm。将克尔常数降低到2.14 nm/V²，得到的焦距为13.1 cm，与实验数据相同。克尔常数的这种减小是合理的，因为它仍然在实验误差之内。总之，我们的计算提供了一种有效和准确的方法来讨论PS-BPLC微透镜中的聚焦现象

通过利用机器学习对多光子显微镜优化超连续光谱时间特性

Van Thuy Hoang — 2022 - 09 - 06 - t00:00:00z

多光子显微镜在生物成像中发挥了重要作用，因为它可以提高穿透深度和良好的切片效果来观察活体组织。多光子显微镜依赖于多光子吸收，能够使用不同的成像方式，这在很大程度上取决于样品结构的性质，所选的荧光团和激发激光。然而，多光子吸收的通用和可调激光激发仍然是一个挑战，例如受限于典型激光增益介质的窄带宽，或受限于光学参数振荡器或放大器提供的波长转换的可调性。作为替代方案，超连续谱生成可以提供从紫外到远红外域的宽带激发，并集成众多荧光团吸收峰，从而实现不同的成像方式或潜在的多路光谱。在这里，我们报道了使用机器学习来优化超连续谱生成的光谱-时间特性，以选择性地增强多光子激发信号，兼容于多光子显微镜的各种荧光团(或模态)。具体来说，我们从数值上探索了如何利用可重构(飞秒)脉冲模式来控制高度非线性光纤中发生的非线性传播动力学和相关频谱展宽。在这个框架中，我们展示了使用多个脉冲来播种光纤传播可以触发各种非线性相互作用和复杂的传播场景。这种方法，利用时间维度作为一个扩展的自由度，被用来最大化典型的多光子激励在选定的波长，这里获得一个通用的和可重构的方式，适合成像应用。我们希望这些结果能够为按需和实时超连续体整形铺平道路，在空间3D分辨率、光学毒性和波长选择性方面有进一步的多光子显微镜改进

高速双光子激光扫描立体显微镜同时三维跟踪多个粒子

荀陈 — 2022 - 09 - 06 - t00:00:00z

在本文中，我们将描述一种用于基于成像的三维粒子跟踪的视频速率双光子激光扫描立体显微镜。使用谐振振镜，我们现在已经实现了30个体积每秒(帧大小512 × 512)的体积成像。由于采用了脉冲多路复用和解路复用技术，系统不会因为对一个体积进行两个视差视差视图而造成速度损失。左右视图之间的切换时间减少到几纳秒。极快的视角切换和高体积成像速度使我们能够跟踪纳米颗粒在深光散射介质中的快速传输过程。例如，在1%脂内溶液和纤维支架中，跟踪穿透深度可达400 μ m左右

高频oc雷竞技rebatt颅内成像新前沿:离体人脑血管评估和体内颅内动脉动态可视化

瓦尼亚Anagnostakou — 2022 - 09 - 01 - t00:00:00z

光学相干断层扫描(OCT)技术是医学多个领域公认的诊断工具。血管内OCT用于冠状动脉的临床成像已有十多年的历史，然而，由于血管弯曲度升高所带来的挑战，其在人类脑血管成像中的应用一直被推迟。一种设计用于神经血管的新型高频OCT (HF-OCT)探头在曲折的<斜体>体外人体颅内解剖中进行了评估，并使用<斜体>体内犬模型对颅内动脉和蛛网膜下腔小梁(SAT)进行了动态成像。使用四具尸体，我们研究了HF-OCT探头在人类前动脉循环(从M4段到颈内动脉)、后动脉循环(从P4段到椎基底交界处)和大范围静脉窦中的导航和成像性能。HF-OCT能够通过升高的弯曲度获得远端通路，并生成描绘血管形态、血管壁病理(例如，动脉粥样硬化疾病和解剖病变)和蛛网膜下腔小梁(SAT)的高质量成像数据。使用<斜体>体内犬模型，使用HF-OCT探针记录多个颅内血管位置的静态动态数据。数据显示了动脉和SAT的运动，包括血管、细胞膜之间的碰撞，以及SAT和血管之间的相互作用。HF-OCT数据允许量化血管和SAT的动力学，包括血管相对于实质的横向运动，以及大动脉和小动脉之间的碰撞。结果表明，HF-OCT探头可以克服曲折的脑血管解剖中的传输障碍，并在多个远端位置提供高质量和高分辨率的成像，包括前循环和后循环的M4和P4段。HF-OCT有可能有助于更好地了解脑血管和血管周围环境、神经血管疾病的精细解剖细节，并收集蛛网膜下腔和动脉的实时动态信息，成为一种有价值的诊断工具